વિધ્રુવીકરણ દરમિયાન શું થાય છે. ઉત્તેજનાનો ખ્યાલ

એવા કિસ્સાઓમાં જ્યાં ચાર્જનું વિભાજન હોય છે અને હકારાત્મક ચાર્જ એક જગ્યાએ સ્થિત હોય છે અને બીજી જગ્યાએ નકારાત્મક હોય છે, ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ ચાર્જ ધ્રુવીકરણની વાત કરે છે. ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ આ શબ્દનો ઉપયોગ વિરોધી ચુંબકીય દળો સાથે સામ્યતા દ્વારા કરે છે જે વિરોધી છેડે એકઠા થાય છે, અથવા ધ્રુવો (આ નામ આપવામાં આવ્યું છે કારણ કે એક મુક્તપણે ફરતી ચુંબકીય પટ્ટી તેના છેડા સાથે ભૌગોલિક ધ્રુવો તરફ નિર્દેશ કરે છે).

ચર્ચા હેઠળના કિસ્સામાં, અમારી પાસે પટલની એક બાજુ પર હકારાત્મક શુલ્કની સાંદ્રતા છે અને પટલની બીજી બાજુ પર નકારાત્મક શુલ્કની સાંદ્રતા છે, એટલે કે, આપણે ધ્રુવીકૃત પટલ વિશે વાત કરી શકીએ છીએ.

જો કે, કોઈ પણ સંજોગોમાં, જ્યારે ચાર્જનું વિભાજન થાય છે, ત્યારે તરત જ ઇલેક્ટ્રિક સંભવિત ઊભી થાય છે. પોટેન્શિયલ એ બળનું એક માપ છે જે વિભાજિત ચાર્જને એકસાથે લાવવા અને ધ્રુવીકરણને દૂર કરવાનું વલણ ધરાવે છે. તેથી ઇલેક્ટ્રિક સંભવિતને ઇલેક્ટ્રોમોટિવ બળ પણ કહેવામાં આવે છે, જે સંક્ષિપ્તમાં EMF છે.

વિદ્યુત સંભવિતને ચોક્કસ રીતે સંભવિત કહેવામાં આવે છે કારણ કે તે વાસ્તવમાં ગતિમાં ચાર્જ સેટ કરતું નથી, કારણ કે ત્યાં એક વિરોધી બળ છે જે વિરોધી ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જને નજીક આવતા અટકાવે છે. આ બળ ત્યાં સુધી અસ્તિત્વમાં રહેશે જ્યાં સુધી ઊર્જા તેને જાળવવા માટે ખર્ચવામાં આવે છે (જે કોષોમાં થાય છે). આમ, જે બળ ચાર્જને એકબીજાની નજીક લાવવા માંગે છે તેની પાસે આવું કરવાની માત્ર ક્ષમતા, અથવા સામર્થ્ય છે, અને આવા સંપાત ત્યારે જ થાય છે જ્યારે ચાર્જના વિભાજન પર ખર્ચવામાં આવતી ઊર્જા નબળી પડી જાય છે. વિદ્યુત ક્ષમતાને વોલ્ટ નામના એકમોમાં માપવામાં આવે છે, વોલ્ટ પછી, વિશ્વની પ્રથમ ઇલેક્ટ્રિક બેટરી બનાવનાર વ્યક્તિ.

ભૌતિકશાસ્ત્રીઓ કોષ પટલની બે બાજુઓ વચ્ચે અસ્તિત્વમાં રહેલી વિદ્યુત સંભવિતતાને માપવામાં સક્ષમ છે. તે 0.07 વોલ્ટની બરાબર હોવાનું બહાર આવ્યું. આપણે એમ પણ કહી શકીએ કે આ સંભવિત 70 મિલીવોલ્ટની બરાબર છે, કારણ કે મિલીવોલ્ટ એ વોલ્ટના એક હજારમા ભાગની બરાબર છે. અલબત્ત, એસી મેઈનમાં 120 વોલ્ટ (120,000 મિલીવોલ્ટ) વોલ્ટેજની સરખામણીમાં અથવા પાવર લાઈનમાં હજારો વોલ્ટના વોલ્ટેજની સરખામણીમાં આ ખૂબ જ નાની સંભાવના છે. પરંતુ તે હજુ પણ અદ્ભુત સંભવિત છે, વિદ્યુત સિસ્ટમો બનાવવા માટે કોષ પાસે જે સામગ્રી છે તે જોતાં.

કોઈપણ કારણ કે જે સોડિયમ પંપની પ્રવૃત્તિમાં વિક્ષેપ પાડે છે તે પટલની બંને બાજુઓ પર સોડિયમ અને પોટેશિયમ આયનોની સાંદ્રતામાં તીવ્ર સમાનતા તરફ દોરી જશે. આ, બદલામાં, આપમેળે શુલ્કની બરાબરી કરશે. આમ, પટલનું વિધ્રુવીકરણ થઈ જશે. અલબત્ત, જ્યારે કોષને નુકસાન થાય અથવા માર્યા જાય ત્યારે આવું થાય છે. પરંતુ, તેમ છતાં, ત્યાં ત્રણ પ્રકારની ઉત્તેજના છે જે કોષને કોઈ નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના વિધ્રુવીકરણનું કારણ બની શકે છે (સિવાય કે, અલબત્ત, આ ઉત્તેજના ખૂબ જ મજબૂત હોય). આ દીવાઓમાં યાંત્રિક, રાસાયણિક અને વિદ્યુતનો સમાવેશ થાય છે.

દબાણ એ યાંત્રિક ઉત્તેજનાનું ઉદાહરણ છે. પટલના એક ભાગ પર દબાણ વિસ્તરણ તરફ દોરી જાય છે અને (કારણો માટે હજુ સુધી જાણી શકાયું નથી) આ સ્થાનમાં વિધ્રુવીકરણનું કારણ બનશે. ગરમીને કારણે પટલ વિસ્તરે છે, ઠંડી તેને સંકોચાય છે અને આ યાંત્રિક ફેરફારો પણ વિધ્રુવીકરણનું કારણ બને છે.

અમુક રાસાયણિક સંયોજનોની પટલ પરની અસર અને તેના પર નબળા વિદ્યુત પ્રવાહોની અસર સમાન પરિણામ તરફ દોરી જાય છે.

(પછીના કિસ્સામાં, વિધ્રુવીકરણનું કારણ સૌથી વધુ સ્પષ્ટ જણાય છે. છેવટે, શા માટે ધ્રુવીકરણની વિદ્યુત ઘટના બાહ્ય રીતે લાગુ વિદ્યુત સંભવિત દ્વારા બદલી શકાતી નથી?)

પટલની એક જગ્યાએ થયેલું વિધ્રુવીકરણ સમગ્ર પટલમાં વિધ્રુવીકરણના પ્રચાર માટે ઉત્તેજના તરીકે કામ કરે છે. સોડિયમ આયન, જે સ્થળ પર કોષમાં ધસી આવે છે જ્યાં વિધ્રુવીકરણ થયું હતું અને સોડિયમ પંપ બંધ થયો હતો, તે પોટેશિયમ આયનને વિસ્થાપિત કરે છે. પોટેશિયમ આયનો કરતાં સોડિયમ આયનો નાના અને વધુ મોબાઈલ હોય છે. તેથી, પોટેશિયમ આયનો તેને છોડે છે તેના કરતાં વધુ સોડિયમ આયનો કોષમાં પ્રવેશે છે. પરિણામે, વિધ્રુવીકરણ વળાંક શૂન્ય ચિહ્નને પાર કરે છે અને ઊંચો વધે છે. કોષ ફરીથી ધ્રુવીકરણ થાય છે, પરંતુ વિપરીત ચિહ્ન સાથે. અમુક સમયે, ફ્લેર તેમાં સોડિયમ આયનોની વધુ હાજરીને કારણે આંતરિક હકારાત્મક ચાર્જ મેળવે છે. પટલની બહાર એક નાનો નકારાત્મક ચાર્જ દેખાય છે.

વિપરિત નિર્દેશિત ધ્રુવીકરણ વિદ્યુત ઉત્તેજના તરીકે સેવા આપી શકે છે જે મૂળ ઉત્તેજનાની જગ્યાને અડીને આવેલા વિસ્તારોમાં સોડિયમ પંપને લકવાગ્રસ્ત કરે છે. આ અડીને આવેલા વિસ્તારો ધ્રુવીકરણ થાય છે, પછી ધ્રુવીકરણ વિપરીત ચિહ્ન સાથે થાય છે અને વધુ દૂરના વિસ્તારોમાં વિધ્રુવીકરણ થાય છે. આમ, સમગ્ર પટલ પર વિધ્રુવીકરણનું મોજું ફરી વળે છે. પ્રારંભિક વિભાગમાં, વિપરીત ચિહ્ન સાથેનું ધ્રુવીકરણ લાંબા સમય સુધી ચાલુ રાખી શકાતું નથી. પોટેશિયમ આયનો કોષ છોડવાનું ચાલુ રાખે છે, ધીમે ધીમે તેમનો પ્રવાહ આવનારા સોડિયમ આયનોના પ્રવાહ સાથે સમાન થાય છે. કોષની અંદરનો સકારાત્મક ચાર્જ અદૃશ્ય થઈ જાય છે. રિવર્સ પોટેન્શિયલનું આ અદ્રશ્ય અમુક અંશે પટલના તે બિંદુએ સોડિયમ પંપને ફરીથી સક્રિય કરે છે. સોડિયમ આયનો કોષ છોડવાનું શરૂ કરે છે, અને પોટેશિયમ આયનો તેમાં પ્રવેશવાનું શરૂ કરે છે. પટલનો આ વિભાગ પુનઃધ્રુવીકરણના તબક્કામાં પ્રવેશે છે. આ ઘટનાઓ પટલના વિધ્રુવીકરણના તમામ ક્ષેત્રોમાં બનતી હોવાથી, વિધ્રુવીકરણના તરંગને પગલે સમગ્ર પટલમાં પુનઃધ્રુવીકરણ તરંગ ફેલાય છે.

વિધ્રુવીકરણ અને સંપૂર્ણ પુનઃધ્રુવીકરણની ક્ષણો વચ્ચે, પટલ સામાન્ય ઉત્તેજનાને પ્રતિસાદ આપતી નથી. આ સમયગાળાને પ્રત્યાવર્તન અવધિ કહેવામાં આવે છે. તે ખૂબ જ ટૂંકા સમય માટે ચાલે છે, સેકન્ડનો એક નાનો અપૂર્ણાંક. પટલના ચોક્કસ વિભાગમાંથી પસાર થતી વિધ્રુવીકરણની તરંગ આ વિભાગને ઉત્તેજના માટે પ્રતિરક્ષા બનાવે છે. અગાઉની ઉત્તેજના, એક અર્થમાં, એકવચન અને અલગ થઈ જાય છે. વિધ્રુવીકરણમાં સામેલ ચાર્જમાં નાનામાં નાના ફેરફારો કેવી રીતે આવા પ્રતિભાવની અનુભૂતિ કરે છે તે અજ્ઞાત છે, પરંતુ હકીકત એ છે કે ઉત્તેજના માટે પટલનો પ્રતિભાવ અલગ અને એકલ છે. જો સ્નાયુ એક જગ્યાએ નાના વિદ્યુત સ્રાવ સાથે ઉત્તેજિત થાય છે, તો સ્નાયુ સંકુચિત થશે. પરંતુ માત્ર તે વિસ્તાર જ નહીં કે જેમાં વિદ્યુત ઉત્તેજના લાગુ કરવામાં આવી હતી તે ઘટાડવામાં આવશે; સમગ્ર સ્નાયુ ફાઇબર ઘટાડવામાં આવશે. વિધ્રુવીકરણની તરંગ ફાઇબરની લંબાઈને આધારે 0.5 થી 3 મીટર પ્રતિ સેકન્ડની ઝડપે સ્નાયુ તંતુ સાથે પ્રવાસ કરે છે, અને આ ઝડપ સ્નાયુઓ સંપૂર્ણ રીતે સંકુચિત થઈ રહી હોવાની છાપ આપવા માટે પૂરતી છે.

ધ્રુવીકરણ-વિધ્રુવીકરણ-પુનઃધ્રુવીકરણની આ ઘટના તમામ કોષોમાં સહજ છે, પરંતુ કેટલાકમાં તે વધુ સ્પષ્ટ છે. ઉત્ક્રાંતિની પ્રક્રિયામાં, કોષો દેખાયા જેને આ ઘટનાથી ફાયદો થયો. આ વિશેષતા બે દિશામાં જઈ શકે છે. પ્રથમ, અને આ ખૂબ જ ભાગ્યે જ થાય છે, અંગો વિકાસ કરી શકે છે જે ઉચ્ચ વિદ્યુત સંભવિતતાઓ બનાવવા માટે સક્ષમ છે. જ્યારે ઉત્તેજિત થાય છે, ત્યારે વિધ્રુવીકરણ સ્નાયુ સંકોચન અથવા અન્ય શારીરિક પ્રતિભાવ દ્વારા નહીં, પરંતુ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના દેખાવ દ્વારા અનુભવાય છે. આ ઊર્જાનો વ્યય નથી. જો ઉત્તેજના દુશ્મન દ્વારા હુમલો છે, તો પછી વિદ્યુત સ્રાવ તેને ઇજા પહોંચાડી શકે છે અથવા મારી શકે છે.

ત્યાં સાત પ્રકારની માછલીઓ છે (તેમાંની કેટલીક હાડકાની છે, કેટલીક કાર્ટિલેજિનસ છે, શાર્કના સંબંધીઓ છે), આ ચોક્કસ દિશામાં વિશેષતા ધરાવે છે. સૌથી મનોહર પ્રતિનિધિ માછલી છે, જેને લોકપ્રિય રીતે "ઇલેક્ટ્રિક ઇલ" કહેવામાં આવે છે, અને વિજ્ઞાનમાં ખૂબ જ પ્રતીકાત્મક નામ - ઇલેક્ટ્રોફોરસ ઇલેક્ટ્રિકસ. ઇલેક્ટ્રિક ઇલ એ તાજા પાણીનો રહેવાસી છે, અને તે દક્ષિણ અમેરિકાના ઉત્તર ભાગમાં જોવા મળે છે - ઓરિનોકો, એમેઝોન અને તેની ઉપનદીઓમાં. કડક શબ્દોમાં કહીએ તો, આ માછલી ઇલ સાથે સંબંધિત નથી, તેનું નામ લાંબી પૂંછડી માટે રાખવામાં આવ્યું છે, જે આ પ્રાણીના શરીરનો ચાર-પાંચમો ભાગ છે, જે 6 થી 9 ફૂટ લાંબી છે. આ માછલીના તમામ સામાન્ય અંગો શરીરના આગળના ભાગમાં ફિટ છે, લગભગ 15 થી 16 ઇંચ લાંબા.

લાંબી પૂંછડીના અડધાથી વધુ ભાગમાં "ઇલેક્ટ્રિક અંગ" ની રચના કરતા સંશોધિત સ્નાયુઓના બ્લોક્સના ક્રમ દ્વારા કબજો લેવામાં આવે છે. આમાંના દરેક સ્નાયુઓ એક સંભવિત ઉત્પન્ન કરે છે જે સામાન્ય સ્નાયુની સંભવિતતા કરતાં વધી જતી નથી. પરંતુ આ "બેટરી" ના હજારો અને હજારો તત્વો એવી રીતે જોડાયેલા છે કે તેમની સંભવિતતા ઉમેરે છે. વિશ્રામિત ઇલેક્ટ્રીક ઇલ 600 - 700 વોલ્ટના ક્રમમાં સંભવિત એકઠા કરવામાં સક્ષમ છે અને તેને પ્રતિ સેકન્ડ 300 વખતના દરે વિસર્જન કરે છે. થાક સાથે, આ આંકડો પ્રતિ સેકન્ડમાં 50 વખત ઘટી જાય છે, પરંતુ ઇલ લાંબા સમય સુધી આ દરનો સામનો કરી શકે છે. ઈલેક્ટ્રિક આંચકો એટલો મજબૂત હોય છે કે જે નાના પ્રાણીને આ માછલી ખવડાવે છે તેને મારી નાખે, અથવા ભૂલથી ઈલેક્ટ્રિક ઈલ ખાવાનું નક્કી કરતા મોટા પ્રાણીને સંવેદનશીલ પરાજય આપી શકે.

ઇલેક્ટ્રિક ઓર્ગન એક ભવ્ય શસ્ત્ર છે. કદાચ અન્ય પ્રાણીઓ રાજીખુશીથી આવા ઇલેક્ટ્રિક આંચકોનો આશરો લેશે, પરંતુ આ બેટરી ખૂબ જગ્યા લે છે. કલ્પના કરો કે જો તેઓ તેમના શરીરનો અડધો સમૂહ લઈ લે તો કેટલા ઓછા પ્રાણીઓમાં મજબૂત ફેણ અને પંજા હશે.

કોષ પટલ પર બનતી વિદ્યુત ઘટનાના ઉપયોગને સંડોવતા બીજા પ્રકારનું વિશેષીકરણ સંભવિતને વધારવા માટે નથી, પરંતુ વિધ્રુવીકરણ તરંગના પ્રસારની ઝડપને વધારવા માટે છે. ત્યાં વિસ્તરેલ પ્રક્રિયાઓવાળા કોષો છે, જે લગભગ માત્ર પટલીય રચનાઓ છે. આ કોષોનું મુખ્ય કાર્ય શરીરના એક ભાગમાંથી બીજા ભાગમાં ઉત્તેજનાનું ખૂબ જ ઝડપી પ્રસારણ છે. આ કોષોમાંથી જ ચેતા બનાવવામાં આવે છે - તે જ ચેતા કે જેની સાથે આ પ્રકરણ શરૂ થયું હતું.

જૈવિક પટલ, પટલની જાડાઈ 7-10 એનએમ, જેમાં ફોસ્ફોલિપિડ્સના ડબલ સ્તરનો સમાવેશ થાય છે: હાઇડ્રોફિલિક ભાગો (હેડ) પટલની સપાટી પર નિર્દેશિત થાય છે; હાઇડ્રોફોબિક ભાગો (પૂંછડીઓ) પટલની અંદર નિર્દેશિત થાય છે. હાઇડ્રોફોબિક છેડા બાયલેયરના સ્વરૂપમાં પટલને સ્થિર કરે છે

પટલના માળખાકીય માળખાકીય કાર્યો. રક્ષણાત્મક.રક્ષણાત્મક. એન્ઝાઈમેટિવ એન્ઝાઈમેટિવ કનેક્ટિવ અથવા એડહેસિવ (બહુકોષીય સજીવોના અસ્તિત્વનું કારણ બને છે). રીસેપ્ટર રીસેપ્ટર. એન્ટિજેનિક એન્ટિજેનિક. ઈલેક્ટ્રોજેનિક ઈલેક્ટ્રોજેનિક ટ્રાન્સપોર્ટ ટ્રાન્સપોર્ટ.

કોષો સેલ સિગ્નલિંગ મોલેક્યુલ (પ્રથમ મેસેન્જર) અથવા લિગાન્ડ સેલ સિગ્નલિંગ પરમાણુ (પ્રથમ મેસેન્જર) અથવા લિગાન્ડ મેમ્બ્રેન પરમાણુ (ચેનલ અથવા રીસેપ્ટર) મેમ્બ્રેન પરમાણુ (ચેનલ અથવા રીસેપ્ટર) વચ્ચેનો સંચાર કોષ કાર્ય CLECTIES - સેલ ફંક્શનમાં એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓના ફેરફારના કોષના અણુઓ અથવા બીજા મધ્યસ્થીઓના કાસ્કેડને લક્ષ્ય બનાવે છે

મેમ્બ્રેન રીસેપ્ટર્સ આ એવા પરમાણુઓ (પ્રોટીન, ગ્લાયકો- અથવા લિપોપ્રોટીન) છે જે જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થો પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે - લિગાન્ડ્સ આ પરમાણુઓ (પ્રોટીન, ગ્લાયકો- અથવા લિપોપ્રોટીન) છે જે જૈવિક રીતે સક્રિય પદાર્થો પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે - લિગાન્ડ્સ લિગાન્ડ્સ માટે સંવેદનશીલ હોય છે. - સેલ રીસેપ્ટર્સ માટે બાહ્ય ઉત્તેજના - અત્યંત વિશિષ્ટ અથવા પસંદગીયુક્ત રીસેપ્ટર્સ - અત્યંત વિશિષ્ટ અથવા પસંદગીયુક્ત

રીસેપ્ટર્સના સંચાલનની પદ્ધતિ મેમ્બ્રેન રીસેપ્ટર્સ લિગાન્ડની હાજરી નોંધે છે: તેઓ બીજા મધ્યસ્થીઓ - મેસેન્જર 2. 2. આયન ચેનલોની સ્થિતિને નિયંત્રિત કરે છે

આયન ચેનલોના ગુણધર્મો 1. પસંદગી - 1. પસંદગી - દરેક ચેનલ માત્ર ચોક્કસ ("પોતાની") આયન પસાર કરે છે તે વિવિધ કાર્યાત્મક સ્થિતિમાં હોઈ શકે છે: બંધ, પરંતુ ખોલવા માટે તૈયાર (1) ખુલ્લું - સક્રિય (2) નિષ્ક્રિય (3) )

પટલની બાજુઓ વચ્ચે AP તફાવતમાં હાયપરપોલરાઇઝેશન વધારો પટલની બાજુઓ વચ્ચેના AP તફાવતમાં વધારો

રેસ્ટિંગ મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ બાકીના સમયે ઉત્તેજિત કોષની પટલની બાહ્ય અને આંતરિક સપાટી વચ્ચેનો આ સંભવિત તફાવત છે. રેસ્ટિંગ પોટેન્શિયલ રેફરન્સ એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર ઇલેક્ટ્રોડના સંબંધમાં ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર માઇક્રોઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે.

ગ્રેડિયન્ટ આ એક વેક્ટર છે જે અવકાશમાં વિવિધ બિંદુઓ પર જથ્થાના સૌથી મોટા અને નાના મૂલ્ય વચ્ચેનો તફાવત દર્શાવે છે, અને આ ફેરફારની ડિગ્રી પણ દર્શાવે છે. આ એક વેક્ટર છે જે અવકાશમાં વિવિધ બિંદુઓ પર જથ્થાના સૌથી મોટા અને નાના મૂલ્ય વચ્ચેનો તફાવત દર્શાવે છે અને આ ફેરફારની ડિગ્રી પણ દર્શાવે છે.

MT બનાવતા પરિબળો 1. આયનીય અસમપ્રમાણ પોટેશિયમ સાંદ્રતા ઢાળ પોટેશિયમ સાંદ્રતા ઢાળ સોડિયમ સાંદ્રતા ઢાળ સોડિયમ સાંદ્રતા ઢાળ = p = 8-10p

2. પટલ K + Na + Cl - પ્રોટીનની અર્ધપારદર્શકતા

"ઇલેક્ટ્રિકલ ગ્રેડિયન્ટ" આ ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ ડિફરન્સના ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ દ્વારા બનાવવામાં આવેલું બળ છે આ ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ ડિફરન્સના ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ દ્વારા બનાવવામાં આવેલું બળ છે. પોટેશિયમનું બહારથી પ્રકાશન સાંદ્રતા ઢાળ ઘટાડે છે, અને ઇલેક્ટ્રિક એક તેને વધારે છે. . બહારથી પોટેશિયમનું પ્રકાશન એકાગ્રતાના ઢાળને ઘટાડે છે, જ્યારે ઇલેક્ટ્રિક તેને વધારે છે. પરિણામે, ગ્રેડિએન્ટ્સની તીવ્રતા સમતળ કરવામાં આવે છે પરિણામે, ગ્રેડિએન્ટ્સની તીવ્રતા સમતળ કરવામાં આવે છે

"ઇલેક્ટ્રિક ગ્રેડિયન્ટ" ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ ડિફરન્સ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ બનાવે છે, અને તેથી ઇલેક્ટ્રિક ગ્રેડિયન્ટ એક ટ્રાન્સમેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ ડિફરન્સ ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડ બનાવે છે, અને તેથી ઇલેક્ટ્રિક ગ્રેડિયન્ટ જેમ જેમ પોટેશિયમ બહાર નીકળે છે તેમ, સાંદ્રતા ઢાળ ઘટે છે અને ઇલેક્ટ્રિક ગ્રેડિયન્ટ વધે છે. જેમ જેમ પોટેશિયમ બહારથી મુક્ત થાય છે તેમ, સાંદ્રતા ઢાળ ઘટે છે, અને ઇલેક્ટ્રિક ઢાળ વધે છે. પરિણામે, બે ગ્રેડિએન્ટ્સ સમાન થાય છે પરિણામ, બે ગ્રેડિએન્ટ્સ સમાન થાય છે

સંતુલન સંભવિત સંતુલન સ્થિતિ એ પટલના ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનું મૂલ્ય છે, જે ચોક્કસ આયન માટે એકાગ્રતા ઢાળને સંપૂર્ણપણે સંતુલિત કરે છે અને આ આયનનો કુલ પ્રવાહ 0 ની બરાબર હશે. સંતુલન સ્થિતિ એ ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનું મૂલ્ય છે. મેમ્બ્રેનનું, જે ચોક્કસ આયન માટે એકાગ્રતા ઢાળને સંપૂર્ણપણે સંતુલિત કરે છે અને કુલ વર્તમાન આ આયન 0 ની બરાબર હશે. પોટેશિયમ માટે સંતુલન સંભવિત = -86 mV (Ek+ = -86 mV) પોટેશિયમ માટે સંતુલન સંભવિત = -86 mV ( Ek+ = -86 mV)

કોષની આરામની સ્થિતિ પટલ સોડિયમ માટે સહેજ અભેદ્ય છે, જે ચાર્જ તફાવત અને વિદ્યુત ઢાળની તીવ્રતા ઘટાડે છે. પટલ સોડિયમ માટે સહેજ અભેદ્ય છે, જે ચાર્જ તફાવતની તીવ્રતા અને વિદ્યુત ઢાળ પોટેશિયમની તીવ્રતા ઘટાડે છે. કોષને છોડે છે પોટેશિયમ કોષને છોડી દે છે

આયન અસમપ્રમાણતા જાળવવા માટેની પદ્ધતિઓ પટલ પર ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ - કોષમાં પોટેશિયમના પ્રવેશને પ્રોત્સાહન આપે છે અને તેના પટલ પરના ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જને અટકાવે છે - કોષમાં પોટેશિયમના પ્રવેશને પ્રોત્સાહન આપે છે અને તેના બહાર નીકળતા અટકાવે છે પોટેશિયમ-સોડિયમ પંપ એક સક્રિય પરિવહન છે જે એકાગ્રતા ઢાળ સોડિયમ પંપ સામે પટલની આજુબાજુ આયનોનું પરિવહન કરે છે - સક્રિય પરિવહન કે જે સાંદ્રતા ઢાળ સામે સમગ્ર પટલમાં આયનોનું પરિવહન કરે છે

પોટેશિયમ-સોડિયમ પંપના કાર્યો સક્રિય આયન પરિવહન સક્રિય આયન પરિવહન ATPase એન્ઝાઇમેટિક પ્રવૃત્તિ ATPase એન્ઝાઇમેટિક પ્રવૃત્તિ આયનીય અસમપ્રમાણતાની જાળવણી આયનીય અસમપ્રમાણતાની જાળવણી વધેલી પટલ ધ્રુવીકરણ - ઇલેક્ટ્રોજેનિક અસર વધેલી પટલ ધ્રુવીકરણ - ઇલેક્ટ્રોજેનિક અસર

જ્યારે સોડિયમ ચેનલો ખુલે છે ત્યારે વિધ્રુવીકરણ થાય છે જ્યારે સોડિયમ ચેનલો ખુલે છે ત્યારે થાય છે સોડિયમ કોષમાં પ્રવેશે છે: સોડિયમ કોષમાં પ્રવેશે છે: પટલની આંતરિક સપાટી પર નકારાત્મક ચાર્જ ઘટાડે છે પટલની આંતરિક સપાટી પર નકારાત્મક ચાર્જ ઘટાડે છે પટલની આસપાસના ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્રને ઘટાડે છે. પટલની આસપાસના વિદ્યુત ક્ષેત્રને ઘટાડે છે વિધ્રુવીકરણની ડિગ્રી સોડિયમ માટે ખુલ્લી ચેનલોની માત્રા પર આધાર રાખે છે વિધ્રુવીકરણની ડિગ્રી સોડિયમ માટે ખુલ્લી ચેનલોની સંખ્યા પર આધારિત છે

વિધ્રુવીકરણનું જટિલ સ્તર Е cr વિધ્રુવીકરણનું સ્તર કે જેના પર સોડિયમ ચેનલોની મહત્તમ સંભવિત સંખ્યા ખુલે છે (સોડિયમ માટેની બધી ચેનલો ખુલ્લી છે) વિધ્રુવીકરણનું સ્તર કે જેના પર સોડિયમ ચેનલોની મહત્તમ સંભવિત સંખ્યા ખુલે છે (સોડિયમ માટેની બધી ચેનલો ખુલ્લી છે) સોડિયમ આયનો "હિમપ્રપાત" નો પ્રવાહ કોષમાં ધસી આવે છે સોડિયમ આયન "હિમપ્રપાત" નો પ્રવાહ કોષમાં ધસી આવે છે પુનઃજનન વિધ્રુવીકરણ શરૂ થાય છે પુનઃજનન વિધ્રુવીકરણ શરૂ થાય છે

વિધ્રુવીકરણ થ્રેશોલ્ડ મેમ્બ્રેનના પ્રારંભિક ધ્રુવીકરણના મૂલ્ય (E 0) અને વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તર (E cr) વચ્ચેનો તફાવત કલાના પ્રારંભિક ધ્રુવીકરણના મૂલ્ય (E 0) અને વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તર વચ્ચેનો તફાવત (E cr) Δ V= E 0 - E cr Δ V= E 0 - E cr આ કિસ્સામાં, સોડિયમનો પ્રવાહ પોટેશિયમના વર્તમાન કરતાં 20 ગણો વધી જાય છે! આ કિસ્સામાં, સોડિયમનો પ્રવાહ પોટેશિયમના વર્તમાન કરતાં 20 ગણો વધી જાય છે! સક્રિય સોડિયમ અને પોટેશિયમ ચેનલોના ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે સક્રિય સોડિયમ અને પોટેશિયમ ચેનલોના ગુણોત્તર પર આધાર રાખે છે

"બધા અથવા કંઈ" નો નિયમ સબથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના સ્થાનિક વિધ્રુવીકરણનું કારણ બને છે ("કંઈ નથી") સબથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના સ્થાનિક વિધ્રુવીકરણનું કારણ બને છે ("કંઈ નથી") થ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના મહત્તમ સંભવિત પ્રતિભાવનું કારણ બને છે ("બધા") થ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના મહત્તમ સંભવિત પ્રતિભાવનું કારણ બને છે ("બધા" ") સુપ્રાથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના થ્રેશોલ્ડની જેમ સમાન પ્રતિભાવનું કારણ બને છે સુપ્રાથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના થ્રેશોલ્ડ T.o જેવો જ પ્રતિભાવ આપે છે. કોષનો પ્રતિભાવ ઉત્તેજનાની શક્તિ પર આધાર રાખતો નથી. તે. કોષનો પ્રતિભાવ ઉત્તેજનાની શક્તિ પર આધાર રાખતો નથી.

LO ની LO પ્રોપર્ટીઝ 1. તે "બધું અથવા કંઈપણ" કાયદાનું પાલન કરતું નથી. LO નું કંપનવિસ્તાર ઉત્તેજનાની તાકાત પર આધારિત છે તે એટેન્યુએશન (ઘટાડા) દ્વારા પટલ સાથે ફેલાય છે તેનો સારાંશ આપી શકાય છે (પરિણામે, કંપનવિસ્તાર વિધ્રુવીકરણ વધે છે) જ્યારે નિર્ણાયક વિધ્રુવીકરણનું સ્તર પહોંચી જાય ત્યારે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનમાં પરિવર્તિત થાય છે

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન (એપી) પટલના ઉત્તેજિત અને ઉત્તેજિત વિસ્તારો વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત છે, જે પટલના ઝડપી વિધ્રુવીકરણના પરિણામે થાય છે, ત્યારબાદ તેના રિચાર્જ થાય છે. આ પટલના ઉત્તેજિત અને ઉત્તેજિત વિભાગો વચ્ચેનો સંભવિત તફાવત છે, જે મેમ્બ્રેનના ઝડપી વિધ્રુવીકરણના પરિણામે થાય છે, અને તેના રિચાર્જિંગને અનુસરે છે. AP કંપનવિસ્તાર લગભગ 120 - 130 μV છે, સમયગાળો (સરેરાશ) - 3 - 5 ms AP કંપનવિસ્તાર લગભગ 120 - 130 μV છે, અવધિ (સરેરાશ) - 3 - 5 ms (0.01 ms થી 0.3 s સુધીના વિવિધ પેશીઓમાં) . (0.01 ms થી 0.3 s સુધી વિવિધ પેશીઓમાં).

E0E0 E cr mV

AP વિધ્રુવીકરણની ઘટના માટે શરતો વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તરે પહોંચવી જોઈએ વિધ્રુવીકરણ વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તર સુધી પહોંચવું આવશ્યક છે કોષમાં સોડિયમ પ્રવાહ કોષમાંથી પોટેશિયમ પ્રવાહ કરતા 20 ગણો વધી જવો જોઈએ (સોડિયમ માટેની ચેનલો ઝડપી-વાહક છે, અને પોટેશિયમ માટે તેઓ ધીમા છે) કોષમાં સોડિયમ પ્રવાહ કોષમાંથી પોટેશિયમ પ્રવાહ કરતાં 20 ગણો વધી જવો જોઈએ (સોડિયમ માટેની ચેનલો ઝડપી-વાહક હોય છે, અને પોટેશિયમ માટે - ધીમી) પુનર્જીવિત વિધ્રુવીકરણ વિકસિત થવું જોઈએ પુનર્જીવિત વિધ્રુવીકરણ વિકસિત થવું જોઈએ

E0E0 E cr 0 +30

ખંજવાળ આ કોષને પ્રભાવિત કરવાની પ્રક્રિયા છે આ કોષને પ્રભાવિત કરવાની પ્રક્રિયા છે અસરની અસર ઉત્તેજનાની ગુણાત્મક અને જથ્થાત્મક લાક્ષણિકતાઓ બંને પર આધાર રાખે છે, અને કોષના જ ગુણધર્મો પર અસરની અસર બંને પર આધાર રાખે છે. ઉત્તેજનાની ગુણાત્મક અને જથ્થાત્મક લાક્ષણિકતાઓ, અને પોતે કોષના ગુણધર્મો

ખંજવાળના કાયદાઓ આ નિયમોનો સમૂહ છે જે જરૂરીયાતોનું વર્ણન કરે છે જેનું પાલન ઉત્તેજનાની પ્રક્રિયાનું કારણ બને તે માટે તેણે પાલન કરવું જોઈએ. આમાં શામેલ છે: ધ્રુવીય કાયદો બળનો કાયદો સમયનો કાયદો (ક્રિયાનો સમયગાળો) પલાળવાનો કાયદો (બળ વધારોનો સમય)

69 બળતરાના નિયમો બળનો નિયમ બળનો કાયદો - PD બનવા માટે, ઉત્તેજનાની મજબૂતાઈ થ્રેશોલ્ડ મૂલ્ય કરતાં ઓછી હોવી જોઈએ નહીં. સમયનો નિયમ સમયનો નિયમ - AP થવા માટે, ઉત્તેજનાનો સમયગાળો ઓછામાં ઓછો થ્રેશોલ્ડ મૂલ્ય હોવો જોઈએ

ક્રિયા સમય P - રિઓબેઝ પર બળની અવલંબન - આ ન્યૂનતમ વર્તમાન તાકાત છે જે ઉત્તેજનાનું કારણ બને છે PV - ઉપયોગી સમય - ઉત્તેજના માટે જરૂરી એક રિઓબેઝના બળ સાથે બળતરા આવેગની ક્રિયાનો લઘુત્તમ સમય. Хр - ક્રોનાસ્કુઆ - 2 રિઓબેસીસના બળ સાથે બળતરા આવેગની ક્રિયાની લઘુત્તમ અવધિ, એપીના પુનરાવૃત્તિ માટે જરૂરી છે.

રહેઠાણ લાંબા-અભિનય ઉત્તેજના સાથે અનુકૂલન કરવાની આ પેશીઓની ક્ષમતા છે. તે જ સમયે, તેની શક્તિ પણ ધીમે ધીમે વધે છે (નાની ઢાળ) આ લાંબા-અભિનય ઉત્તેજના સાથે અનુકૂલન કરવાની પેશીની ક્ષમતા છે. તે જ સમયે, તેની શક્તિ પણ ધીમે ધીમે વધે છે (નાની ઢાળ) વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર શૂન્ય તરફ સ્થળાંતર કરે છે વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર શૂન્ય તરફ જાય છે સોડિયમ ચેનલો એકસાથે ખુલતી નથી અને કોષમાં સોડિયમ પ્રવાહ પોટેશિયમ પ્રવાહ દ્વારા વળતર આપવામાં આવે છે. કોષમાંથી. પીડી થતું નથી, કારણ કે કોઈ પુનર્જીવિત વિધ્રુવીકરણ નથી સોડિયમ ચેનલો એકસાથે ખુલતી નથી અને કોષમાં સોડિયમ પ્રવાહની ભરપાઈ કોષમાંથી પોટેશિયમ પ્રવાહ દ્વારા કરવામાં આવે છે. પીડી થતું નથી, કારણ કે કોઈ પુનર્જીવિત વિધ્રુવીકરણ નથી આવાસ ઉત્તેજનાની થ્રેશોલ્ડ તાકાતમાં વધારો સાથે ઉત્તેજનામાં વધારાની તીવ્રતામાં ઘટાડો સાથે પોતાને પ્રગટ કરે છે - નીચું ઢાળ, થ્રેશોલ્ડ મજબૂતાઈ વધારે છે. પેશીઓના આવાસનો આધાર નિષ્ક્રિયતાની પ્રક્રિયા છે. સોડિયમ ચેનલો. તેથી, ઉત્તેજના વધવાની તીવ્રતા ઓછી થાય છે, વધુ સોડિયમ ચેનલો નિષ્ક્રિય થાય છે, નિર્ણાયક વિધ્રુવીકરણનું સ્તર અને ઉત્તેજનાની થ્રેશોલ્ડ તાકાત વધે છે. જો ઉત્તેજના વધવાની તીવ્રતા થ્રેશોલ્ડ મૂલ્ય કરતાં ઓછી હોય, તો AP થતો નથી અને માત્ર સ્થાનિક પ્રતિભાવ જોવામાં આવશે.

ઈલેક્ટ્રોટોન ફિઝિયોલોજિકલ સબથ્રેશોલ્ડ મજબૂતાઈના સીધા પ્રવાહના લાંબા સમય સુધી સંપર્ક દરમિયાન પટલની ઉત્તેજનામાં ફેરફાર. કેટેલેક્ટ્રોટોન - તે જ સમયે, કેથોડ હેઠળ કેટેલેક્ટ્રોટોન વિકસે છે - ઉત્તેજનામાં વધારો. એનોડ હેઠળ anelectroton - anelectroton - ઉત્તેજના માં ઘટાડો.

ઇલેક્ટ્રોટોન. એ - કેટેલેક્ટ્રોટોન. 1 - ઉત્તેજના માં પ્રારંભિક વધારો: V1 V. B - anelectrotone, excitability માં ઘટાડો: V1 > V. V. B - એનેઈલેક્ટ્રોટોન, ઉત્તેજનામાં ઘટાડો: V1 > V. "> V. B - એનેઈલેક્ટ્રોટોન, ઉત્તેજનામાં ઘટાડો: V1 > V."> V. B - એનેઈલેક્ટ્રોટોન, ઉત્તેજનામાં ઘટાડો: V1 > V." title=" (!LANG : ઇલેક્ટ્રોટોન A - કેટેલેક્ટ્રોટોન 1 - ઉત્તેજનામાં પ્રારંભિક વધારો: V1 V. B - એનઇલેક્ટ્રોટોન, ઉત્તેજનામાં ઘટાડો: V1 > V."> title="ઇલેક્ટ્રોટોન. એ - કેટેલેક્ટ્રોટોન. 1 - ઉત્તેજના માં પ્રારંભિક વધારો: V1 V. B - anelectrotone, excitability માં ઘટાડો: V1 > V."> !}

વેરિગો અનુસાર કેથોડિક ડિપ્રેશન જો સતત પ્રવાહ લાંબા સમય સુધી પટલ પર કાર્ય કરે છે, તો પછી કેથોડ હેઠળ વધેલી ઉત્તેજના ઉત્તેજનામાં ઘટાડો થાય છે. આ ઘટના ટીશ્યુ આવાસની ઘટના પર આધારિત છે, કારણ કે પ્રત્યક્ષ પ્રવાહને ઉદયના અનંત નાના ઢોળાવ સાથે વર્તમાન તરીકે રજૂ કરી શકાય છે.

આરામ અને ઉત્તેજનાના તબક્કાઓના ફેરબદલને કારણે તમામ નર્વસ પ્રવૃત્તિ સફળતાપૂર્વક કાર્ય કરે છે. ધ્રુવીકરણ પ્રણાલીમાં નિષ્ફળતાઓ તંતુઓની વિદ્યુત વાહકતાને વિક્ષેપિત કરે છે. પરંતુ ચેતા તંતુઓ ઉપરાંત, અન્ય ઉત્તેજક પેશીઓ છે - અંતઃસ્ત્રાવી અને સ્નાયુ.

પરંતુ અમે સંચાલિત પેશીઓની વિશેષતાઓને ધ્યાનમાં લઈશું, અને કાર્બનિક કોષોના ઉત્તેજનાની પ્રક્રિયાના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને, અમે વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તરના મહત્વ વિશે વાત કરીશું. નર્વસ પ્રવૃત્તિનું શરીરવિજ્ઞાન ચેતા કોષની અંદર અને બહાર ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જના સૂચકાંકો સાથે નજીકથી સંબંધિત છે.

જો એક ઇલેક્ટ્રોડ ચેતાક્ષના બાહ્ય શેલ સાથે જોડાયેલ હોય, અને બીજો તેના આંતરિક ભાગ સાથે, તો સંભવિત તફાવત દેખાય છે. ચેતા માર્ગોની વિદ્યુત પ્રવૃત્તિ આ તફાવત પર આધારિત છે.

વિશ્રામી સંભવિત અને સક્રિય સંભવિત શું છે?

નર્વસ સિસ્ટમના તમામ કોષો ધ્રુવીકૃત છે, એટલે કે, તેમની પાસે વિશિષ્ટ પટલની અંદર અને બહાર અલગ વિદ્યુત ચાર્જ છે. ચેતા કોષમાં હંમેશા તેની પોતાની લિપોપ્રોટીન પટલ હોય છે, જે બાયોઇલેક્ટ્રિક ઇન્સ્યુલેટરનું કાર્ય ધરાવે છે. પટલને આભારી છે, કોષમાં વિશ્રામી સંભવિત બનાવવામાં આવે છે, જે અનુગામી સક્રિયકરણ માટે જરૂરી છે.

આયનોના સ્થાનાંતરણ દ્વારા વિશ્રામી સંભવિતતા જાળવવામાં આવે છે. પોટેશિયમ આયનોનું પ્રકાશન અને ક્લોરિનનો પ્રવેશ પટલની આરામ ક્ષમતામાં વધારો કરે છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન વિધ્રુવીકરણના તબક્કામાં એકઠા થાય છે, એટલે કે, ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જનો વધારો.

સંભવિત ક્રિયાના તબક્કાઓ. શરીરવિજ્ઞાન

તેથી, શરીરવિજ્ઞાનમાં વિધ્રુવીકરણ એ પટલની સંભવિતતામાં ઘટાડો છે. વિધ્રુવીકરણ એ ઉત્તેજનાના ઉદભવ માટેનો આધાર છે, એટલે કે, ચેતા કોષ માટે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન. જ્યારે વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તરે પહોંચી જાય છે, ત્યારે ના, મજબૂત ઉત્તેજના પણ ચેતા કોષોમાં પ્રતિક્રિયાઓ પેદા કરવા સક્ષમ હોય છે. તે જ સમયે, ચેતાક્ષની અંદર ઘણું સોડિયમ હોય છે.

આ તબક્કા પછી તરત જ, સંબંધિત ઉત્તેજનાનો તબક્કો અનુસરે છે. જવાબ પહેલેથી જ શક્ય છે, પરંતુ માત્ર મજબૂત ઉત્તેજના સંકેત માટે. સાપેક્ષ ઉત્તેજના ધીમે ધીમે ઉત્તેજનાના તબક્કામાં જાય છે. ઉત્કૃષ્ટતા શું છે? આ પેશી ઉત્તેજનાની ટોચ છે.

આ બધા સમયે સોડિયમ સક્રિયકરણ ચેનલો બંધ હોય છે. અને તેમનું ઓપનિંગ ત્યારે જ થશે જ્યારે તે ડિસ્ચાર્જ થશે. ફાઇબરની અંદર નકારાત્મક ચાર્જને પુનઃસ્થાપિત કરવા માટે પુનઃધ્રુવીકરણની જરૂર છે.

વિધ્રુવીકરણ (CDL) ના નિર્ણાયક સ્તરનો અર્થ શું થાય છે?

તેથી, ઉત્તેજના, શરીરવિજ્ઞાનમાં, ઉત્તેજનાને પ્રતિસાદ આપવા અને અમુક પ્રકારના આવેગ પેદા કરવાની કોષ અથવા પેશીઓની ક્ષમતા છે. જેમ આપણે શોધી કાઢ્યું, કોષોને કામ કરવા માટે ચોક્કસ ચાર્જ - ધ્રુવીકરણ -ની જરૂર છે. માઈનસથી પ્લસ સુધીના ચાર્જમાં વધારો વિધ્રુવીકરણ કહેવાય છે.

વિધ્રુવીકરણ હંમેશા પુનઃધ્રુવીકરણ દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે. ઉત્તેજનાના તબક્કા પછી અંદરનો ચાર્જ ફરીથી નકારાત્મક બનવો જોઈએ જેથી કોષ આગામી પ્રતિક્રિયા માટે તૈયાર થઈ શકે.

જ્યારે વોલ્ટમીટર રીડિંગ્સ લગભગ 80 પર નિશ્ચિત કરવામાં આવે છે - આરામ કરો. તે પુનઃધ્રુવીકરણના અંત પછી થાય છે, અને જો ઉપકરણ સકારાત્મક મૂલ્ય (0 કરતાં વધુ) દર્શાવે છે, તો રિવર્સ રિપોલરાઇઝેશન તબક્કો મહત્તમ સ્તરની નજીક આવી રહ્યો છે - વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર.

ચેતા કોષોમાંથી સ્નાયુઓમાં આવેગ કેવી રીતે પ્રસારિત થાય છે?

પટલના ઉત્તેજના દરમિયાન ઉદ્ભવતા વિદ્યુત આવેગ ચેતા તંતુઓ સાથે ઉચ્ચ ઝડપે પ્રસારિત થાય છે. સિગ્નલની ગતિ ચેતાક્ષની રચના દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. ચેતાક્ષ આંશિક રીતે આવરણથી ઢંકાયેલો છે. અને માયલિનવાળા વિસ્તારોની વચ્ચે રેનવીયરના ઇન્ટરસેપ્ટ છે.

ચેતા તંતુની આ ગોઠવણી માટે આભાર, હકારાત્મક ચાર્જ નકારાત્મક સાથે વૈકલ્પિક થાય છે, અને વિધ્રુવીકરણ પ્રવાહ ચેતાક્ષની સમગ્ર લંબાઈ સાથે લગભગ એકસાથે ફેલાય છે. સંકોચન સંકેત સેકન્ડના અપૂર્ણાંકમાં સ્નાયુ સુધી પહોંચે છે. પટલના વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તર તરીકે આવા સૂચકનો અર્થ થાય છે તે નિશાન કે જેના પર મહત્તમ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન પહોંચ્યું છે. સ્નાયુ સંકોચન પછી, સમગ્ર ચેતાક્ષ સાથે પુનઃધ્રુવીકરણ શરૂ થાય છે.

વિધ્રુવીકરણ દરમિયાન શું થાય છે?

વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તર તરીકે આવા સૂચકનો અર્થ શું છે? ફિઝિયોલોજીમાં, આનો અર્થ એ છે કે ચેતા કોષો કામ કરવા માટે પહેલેથી જ તૈયાર છે. સમગ્ર અંગની યોગ્ય કામગીરી સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના તબક્કાઓના સામાન્ય, સમયસર ફેરફાર પર આધાર રાખે છે.

નિર્ણાયક સ્તર (CLL) આશરે 40-50 Mv છે. આ સમયે, પટલની આસપાસનું વિદ્યુત ક્ષેત્ર ઘટે છે. સેલની કેટલી સોડિયમ ચેનલો ખુલ્લી છે તેના પર સીધો આધાર રાખે છે. આ સમયે કોષ હજી પ્રતિસાદ માટે તૈયાર નથી, પરંતુ વિદ્યુત સંભવિત એકત્રિત કરે છે. આ સમયગાળાને સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તન કહેવામાં આવે છે. તબક્કો ચેતા કોષોમાં માત્ર 0.004 સે અને કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સમાં - 0.004 સે. સુધી ચાલે છે.

વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તરને પસાર કર્યા પછી, સુપરએક્સિટેબિલિટી સેટ થાય છે. ચેતા કોષો સબથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજનાની ક્રિયાને પણ પ્રતિસાદ આપી શકે છે, એટલે કે, પર્યાવરણની પ્રમાણમાં નબળી અસર.

સોડિયમ અને પોટેશિયમ ચેનલોના કાર્યો

તેથી, વિધ્રુવીકરણ અને પુનઃધ્રુવીકરણની પ્રક્રિયાઓમાં એક મહત્વપૂર્ણ સહભાગી પ્રોટીન આયન ચેનલ છે. ચાલો આ ખ્યાલનો અર્થ શું છે તે જાણીએ. આયન ચેનલો પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનની અંદર સ્થિત પ્રોટીન મેક્રોમોલેક્યુલ્સ છે. જ્યારે તેઓ ખુલ્લા હોય છે, ત્યારે અકાર્બનિક આયનો તેમનામાંથી પસાર થઈ શકે છે. પ્રોટીન ચેનલોમાં ફિલ્ટર હોય છે. માત્ર સોડિયમ સોડિયમ નળીમાંથી પસાર થાય છે, અને માત્ર આ તત્વ પોટેશિયમ નળીમાંથી પસાર થાય છે.

આ વિદ્યુત રીતે નિયંત્રિત ચેનલોમાં બે દરવાજા હોય છે: એક સક્રિયકરણ દરવાજો છે, તેમાં આયનો પસાર કરવાની ક્ષમતા છે, અન્ય નિષ્ક્રિયકરણ છે. એક સમયે જ્યારે વિશ્રામી પટલ સંભવિત -90 mV હોય, ત્યારે દરવાજો બંધ હોય છે, પરંતુ જ્યારે વિધ્રુવીકરણ શરૂ થાય છે, ત્યારે સોડિયમ ચેનલો ધીમે ધીમે ખુલે છે. સંભવિતમાં વધારો ડક્ટ વાલ્વના તીવ્ર બંધ તરફ દોરી જાય છે.

ચેનલોના સક્રિયકરણને અસર કરતું પરિબળ એ કોષ પટલની ઉત્તેજના છે. વિદ્યુત ઉત્તેજનાના પ્રભાવ હેઠળ, 2 પ્રકારના આયન રીસેપ્ટર્સ લોંચ કરવામાં આવે છે:

• લિગાન્ડ રીસેપ્ટર્સની ક્રિયા શરૂ થાય છે - કેમોઆશ્રિત ચેનલો માટે;
• ઇલેક્ટ્રિકલી નિયંત્રિત ચેનલો માટે વિદ્યુત સંકેત પૂરો પાડવામાં આવે છે.

જ્યારે કોષ પટલના વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તરે પહોંચી જાય છે, ત્યારે રીસેપ્ટર્સ સંકેત આપે છે કે બધી સોડિયમ ચેનલો બંધ કરવાની જરૂર છે, અને પોટેશિયમ ચેનલો ખોલવાનું શરૂ કરે છે.

સોડિયમ પોટેશિયમ પંપ

ઉત્તેજના આવેગને સ્થાનાંતરિત કરવાની પ્રક્રિયાઓ સોડિયમ અને પોટેશિયમ આયનોની હિલચાલને કારણે ઇલેક્ટ્રિક ધ્રુવીકરણને કારણે થાય છે. તત્વોની હિલચાલ આયનોના સિદ્ધાંતના આધારે થાય છે - 3 Na + અંદર અને 2 K + બહાર. આ વિનિમય પદ્ધતિને સોડિયમ-પોટેશિયમ પંપ કહેવામાં આવે છે.

કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સનું વિધ્રુવીકરણ. હૃદયના સંકોચનના તબક્કાઓ

સંકોચનના કાર્ડિયાક ચક્રો વહન માર્ગોના વિદ્યુત વિધ્રુવીકરણ સાથે પણ સંકળાયેલા છે. સંકોચન સિગ્નલ હંમેશા જમણા કર્ણકમાં સ્થિત SA કોષોમાંથી આવે છે અને હિસ માર્ગો સાથે ટોરેલ અને બેચમેન બંડલથી ડાબી કર્ણક તરફ પ્રચાર કરે છે. હિસના બંડલની જમણી અને ડાબી પ્રક્રિયાઓ હૃદયના વેન્ટ્રિકલ્સમાં સંકેત પ્રસારિત કરે છે.

ચેતા કોષો ઝડપથી વિધ્રુવીકરણ કરે છે અને હાજરીને કારણે સંકેત વહન કરે છે, પરંતુ સ્નાયુ પેશી પણ ધીમે ધીમે વિધ્રુવીકરણ કરે છે. એટલે કે, તેમનો ચાર્જ નકારાત્મકથી હકારાત્મકમાં બદલાય છે. કાર્ડિયાક ચક્રના આ તબક્કાને ડાયસ્ટોલ કહેવામાં આવે છે. અહીંના તમામ કોષો એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે અને એક સંકુલ તરીકે કાર્ય કરે છે, કારણ કે હૃદયનું કાર્ય શક્ય તેટલું સંકલિત હોવું જોઈએ.

જ્યારે જમણા અને ડાબા વેન્ટ્રિકલ્સની દિવાલોના વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર થાય છે, ત્યારે ઊર્જા પ્રકાશન ઉત્પન્ન થાય છે - હૃદય સંકુચિત થાય છે. પછી બધા કોષો ફરીથી ધ્રુવીકરણ કરે છે અને નવા સંકોચન માટે તૈયાર થાય છે.

ડિપ્રેશન વેરિગો

1889 માં, ફિઝિયોલોજીમાં એક ઘટના વર્ણવવામાં આવી હતી, જેને વેરિગોની કેથોલિક ડિપ્રેશન કહેવામાં આવે છે. વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર એ વિધ્રુવીકરણનું સ્તર છે કે જેના પર બધી સોડિયમ ચેનલો પહેલેથી જ નિષ્ક્રિય થઈ ગઈ છે અને તેના બદલે પોટેશિયમ ચેનલો કામ કરે છે. જો વર્તમાનની ડિગ્રી હજી વધુ વધે છે, તો ચેતા ફાઇબરની ઉત્તેજના નોંધપાત્ર રીતે ઓછી થાય છે. અને ઉત્તેજનાની ક્રિયા હેઠળ વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર સ્કેલથી દૂર જાય છે.

વેરિગોના ડિપ્રેશન દરમિયાન, ઉત્તેજના વહનનો દર ઘટે છે, અને છેવટે, સંપૂર્ણપણે શમી જાય છે. કોષ કાર્યાત્મક લક્ષણો બદલીને અનુકૂલન કરવાનું શરૂ કરે છે.

અનુકૂલન પદ્ધતિ

એવું બને છે કે અમુક પરિસ્થિતિઓમાં વિધ્રુવીકરણ પ્રવાહ લાંબા સમય સુધી સ્વિચ થતો નથી. આ સંવેદનાત્મક તંતુઓની લાક્ષણિકતા છે. 50 mV થી વધુ આવા પ્રવાહમાં ધીમે ધીમે લાંબા ગાળાની વૃદ્ધિ ઇલેક્ટ્રોનિક કઠોળની આવર્તનમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે.

આવા સંકેતોના પ્રતિભાવમાં, પોટેશિયમ પટલની વાહકતા વધે છે. ધીમી ચેનલો સક્રિય થાય છે. પરિણામે, નર્વસ પેશીની પ્રતિક્રિયાઓનું પુનરાવર્તન કરવાની ક્ષમતા ઊભી થાય છે. આને ચેતા અનુકૂલન કહેવામાં આવે છે.

અનુકૂલન દરમિયાન, મોટી સંખ્યામાં ટૂંકા સિગ્નલોને બદલે, કોષો એકઠા થવાનું શરૂ કરે છે અને એક મજબૂત સંભવિત આપે છે. અને બે પ્રતિક્રિયાઓ વચ્ચેના અંતરાલોમાં વધારો થાય છે.

વિદ્યુત આવેગ કે જે હૃદય દ્વારા ફેલાય છે અને સંકોચનના દરેક ચક્રને શરૂ કરે છે તેને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન કહેવામાં આવે છે; તે ટૂંકા ગાળાના વિધ્રુવીકરણની તરંગ છે, જે દરમિયાન દરેક કોષમાં એકાંતરે અંતઃકોશિક સંભવિત ટૂંકા સમય માટે સકારાત્મક બને છે, અને પછી તેના મૂળ નકારાત્મક સ્તરે પરત આવે છે. સામાન્ય કાર્ડિયાક સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનમાં ફેરફારો સમય જતાં એક લાક્ષણિક વિકાસ ધરાવે છે, જે સુવિધા માટે નીચેના તબક્કાઓમાં વિભાજિત થાય છે: તબક્કો 0 - પટલનું પ્રારંભિક ઝડપી વિધ્રુવીકરણ; તબક્કો 1 - ઝડપી પરંતુ અપૂર્ણ પુનઃધ્રુવીકરણ; તબક્કો 2 - "પઠાર", અથવા લાંબા સમય સુધી વિધ્રુવીકરણ, કાર્ડિયાક કોષોની સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની લાક્ષણિકતા; તબક્કો 3 - અંતિમ ઝડપી પુનઃધ્રુવીકરણ; તબક્કો 4 - ડાયસ્ટોલનો સમયગાળો.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન પર, અંતઃકોશિક સંભવિત હકારાત્મક બને છે, કારણ કે ઉત્તેજિત પટલ અસ્થાયી રૂપે Na + (K + ની તુલનામાં) માટે વધુ અભેદ્ય બની જાય છે. , તેથી, મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ અમુક સમય માટે સોડિયમ આયનો (E Na) - E Na ના સંતુલન સંભવિતતાની તીવ્રતામાં પહોંચે છે તે નર્ન્સ્ટ રેશિયોનો ઉપયોગ કરીને નક્કી કરી શકાય છે; અનુક્રમે Na + 150 અને 10 mM ની એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર અને ઇન્ટ્રાસેલ્યુલર સાંદ્રતા પર, તે હશે:

જો કે, Na + ની વધેલી અભેદ્યતા માત્ર થોડા સમય માટે જ રહે છે, જેથી કલા વીજસ્થિતિમાન E Na સુધી ન પહોંચે અને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના અંત પછી આરામના સ્તરે પરત આવે.

અભેદ્યતામાં ઉપરોક્ત ફેરફારો, જે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના વિધ્રુવીકરણ તબક્કાના વિકાસનું કારણ બને છે, ખાસ પટલ ચેનલો અથવા છિદ્રોના ઉદઘાટન અને બંધ થવાને કારણે ઉદ્ભવે છે, જેના દ્વારા સોડિયમ આયનો સરળતાથી પસાર થાય છે. એવું માનવામાં આવે છે કે "ગેટ" નું કાર્ય વ્યક્તિગત ચેનલોના ઉદઘાટન અને બંધનું નિયમન કરે છે, જે ઓછામાં ઓછા ત્રણ સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વમાં હોઈ શકે છે - "ખુલ્લું", "બંધ" અને "નિષ્ક્રિય". સક્રિયકરણ ચલને અનુરૂપ એક દરવાજો " mહોજકિન - હક્સલીના વર્ણનમાં, વિશાળ સ્ક્વિડ ચેતાક્ષના પટલમાં સોડિયમ આયન પ્રવાહ ઝડપથી આગળ વધે છે, જ્યારે ઉત્તેજનાના પ્રભાવ હેઠળ પટલ અચાનક વિધ્રુવીકરણ થાય ત્યારે ચેનલ ખોલે છે. નિષ્ક્રિયકરણ ચલને અનુરૂપ અન્ય દરવાજા " h” હોજકિન-હક્સલી વર્ણનમાં, તેઓ વિધ્રુવીકરણ દરમિયાન ધીમી ગતિએ આગળ વધે છે, અને તેમનું કાર્ય ચેનલને બંધ કરવાનું છે (ફિગ. 3.3). ચેનલ સિસ્ટમમાં દરવાજાનું સ્થાપિત વિતરણ અને એક સ્થાનથી બીજા સ્થાને તેમના સંક્રમણનો દર બંને મેમ્બ્રેન સંભવિત સ્તર પર આધારિત છે. તેથી, Na+ પટલ વાહકતાને વર્ણવવા માટે "સમય-આશ્રિત" અને "સંભવિત-આશ્રિત" શબ્દોનો ઉપયોગ થાય છે.

જો આરામ પર પટલ અચાનક હકારાત્મક સંભવિત સ્તરે વિધ્રુવીકરણ થાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, સંભવિત-ક્લેમ્પિંગ પ્રયોગમાં), તો સક્રિયકરણ દ્વાર ઝડપથી સોડિયમ ચેનલો ખોલવા માટે સ્થિતિ બદલશે, અને પછી નિષ્ક્રિયકરણ દ્વાર ધીમે ધીમે તેમને બંધ કરશે (ફિગ. = 3.3). અહીં "ધીમો" શબ્દનો અર્થ છે કે નિષ્ક્રિયતા થોડા મિલિસેકન્ડ લે છે, જ્યારે સક્રિયકરણ મિલિસેકન્ડના અપૂર્ણાંકમાં થાય છે. મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ ફરીથી બદલાય ત્યાં સુધી દરવાજા આ સ્થિતિમાં રહે છે, અને તમામ દરવાજા તેમની મૂળ વિશ્રામ સ્થિતિમાં પાછા ફરવા માટે, પટલને ઉચ્ચ નકારાત્મક સંભવિત સ્તરે સંપૂર્ણપણે પુનઃધ્રુવીકરણ કરવું આવશ્યક છે. જો પટલ નકારાત્મક સંભવિતતાના નીચા સ્તરે જ પુનઃધ્રુવીકરણ કરે છે, તો કેટલાક નિષ્ક્રિયકરણ દરવાજા બંધ રહેશે અને અનુગામી વિધ્રુવીકરણ પર ખુલી શકે તેવી ઉપલબ્ધ સોડિયમ ચેનલોની મહત્તમ સંખ્યામાં ઘટાડો થશે. (હૃદય કોશિકાઓની વિદ્યુત પ્રવૃત્તિ કે જેમાં સોડિયમ ચેનલો સંપૂર્ણપણે નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે તેની નીચે ચર્ચા કરવામાં આવશે.) સામાન્ય સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના અંતે પટલનું સંપૂર્ણ પુનઃધ્રુવીકરણ સુનિશ્ચિત કરે છે કે તમામ દરવાજા તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે અને તેથી, તે માટે તૈયાર છે. આગામી સક્રિય સંભવિત.

ચોખા. 3.3. વિશ્રામી સંભવિત પર, તેમજ સક્રિયકરણ અને નિષ્ક્રિયતા દરમિયાન ઇનકમિંગ આયન પ્રવાહ માટે પટલ ચેનલોની યોજનાકીય રજૂઆત.

ડાબી બાજુએ, ચેનલ સ્ટેટ સિક્વન્સ -90 mV ની સામાન્ય વિશ્રામી ક્ષમતા પર બતાવવામાં આવે છે. બાકીના સમયે, Na + ચેનલ (h) અને ધીમી Ca 2+ /Na + ચેનલ (f) બંનેના નિષ્ક્રિયકરણ દરવાજા ખુલ્લા છે. સેલના ઉત્તેજના પર સક્રિયકરણ દરમિયાન, Na + ચેનલનો ટી-ગેટ ખુલે છે અને Na + આયનનો આવનારો પ્રવાહ કોષને વિધ્રુવીકરણ કરે છે, જે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે (નીચેનો ગ્રાફ). પછી h-ગેટ બંધ થાય છે, આમ Na+ વહન નિષ્ક્રિય થાય છે. જેમ જેમ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન વધે છે તેમ, કલા વીજસ્થિતિમાન ધીમી ચેનલ સંભવિતના વધુ હકારાત્મક થ્રેશોલ્ડને ઓળંગે છે; તે જ સમયે, તેમના સક્રિયકરણ દરવાજા (d) ખુલે છે અને Ca 2+ અને Na + આયનો કોષમાં પ્રવેશ કરે છે, જે સક્રિય સંભવિત ઉચ્ચપ્રદેશના તબક્કાના વિકાસનું કારણ બને છે. ગેટ f, જે Ca 2+ /Na + ચેનલોને નિષ્ક્રિય કરે છે, તે ગેટ h કરતાં વધુ ધીમેથી બંધ થાય છે, જે Na ચેનલોને નિષ્ક્રિય કરે છે. જ્યારે રેસ્ટિંગ પોટેન્શિયલ -60 mV કરતાં ઓછી થઈ જાય છે ત્યારે સેન્ટ્રલ ફ્રેગમેન્ટ ચેનલની વર્તણૂક દર્શાવે છે. મોટાભાગના Na-ચેનલ નિષ્ક્રિયકરણ દરવાજા જ્યાં સુધી પટલનું વિધ્રુવીકરણ થાય ત્યાં સુધી બંધ રહે છે; કોષની ઉત્તેજનાથી ઉત્પન્ન થતો Na + નો આવનારો પ્રવાહ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના વિકાસ માટે ખૂબ નાનો છે. જો કે, ધીમી ચેનલોનો નિષ્ક્રિયકરણ દરવાજો (f) આ કિસ્સામાં બંધ થતો નથી, અને, જમણી બાજુના ટુકડામાં બતાવ્યા પ્રમાણે, જો કોષ ધીમી ચેનલો ખોલવા અને ધીમે ધીમે આવતા આયનને વહેવા દેવા માટે પૂરતા પ્રમાણમાં ઉત્સાહિત હોય, સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો પ્રતિભાવ ધીમો વિકાસ શક્ય છે.

ચોખા. 3.4.હૃદય કોષની ઉત્તેજના દરમિયાન થ્રેશોલ્ડ સંભવિત.

ડાબી બાજુ, -90 mV ના વિશ્રામી સંભવિત સ્તરે બનતું સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન; આ ત્યારે થાય છે જ્યારે કોષ ઇનકમિંગ ઇમ્પલ્સ અથવા કેટલાક સબથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના દ્વારા ઉત્સાહિત થાય છે જે -65 mV ના થ્રેશોલ્ડ સ્તરથી નીચેના મૂલ્યો માટે મેમ્બ્રેન સંભવિતને ઝડપથી ઘટાડે છે. જમણી બાજુએ, બે સબથ્રેશોલ્ડ અને થ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજનાની અસરો. સબથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના (a અને b) થ્રેશોલ્ડ સ્તર સુધી પટલ સંભવિતમાં ઘટાડો તરફ દોરી જતી નથી; તેથી, કોઈ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન થતું નથી. થ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના (c) કલા વીજસ્થિતિમાનને બરાબર થ્રેશોલ્ડ સ્તર સુધી ઘટાડે છે, જ્યાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન ઉદભવે છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની શરૂઆતમાં ઝડપી વિધ્રુવીકરણ ખુલ્લી સોડિયમ ચેનલો દ્વારા કોષમાં દાખલ થતા સોડિયમ આયનોના શક્તિશાળી પ્રવાહને કારણે થાય છે (તેમની ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંભવિતતાના ઢાળને અનુરૂપ). જો કે, સૌ પ્રથમ, સોડિયમ ચેનલો અસરકારક રીતે ખોલવી આવશ્યક છે, જેના માટે જરૂરી સ્તરે પૂરતા પ્રમાણમાં વિશાળ પટલ વિસ્તારના ઝડપી વિધ્રુવીકરણની જરૂર છે, જેને થ્રેશોલ્ડ સંભવિત (ફિગ. 3.4) કહેવાય છે. પ્રયોગમાં, આ પટલ દ્વારા બાહ્ય સ્ત્રોતમાંથી પ્રવાહ પસાર કરીને અને બાહ્યકોષીય અથવા અંતઃકોશિક ઉત્તેજક ઇલેક્ટ્રોડનો ઉપયોગ કરીને પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. પ્રાકૃતિક પરિસ્થિતિઓમાં, સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના પ્રચાર કરતા પહેલા પટલમાંથી વહેતા સ્થાનિક પ્રવાહો સમાન હેતુ પૂરા કરે છે. થ્રેશોલ્ડ સંભવિત પર, પૂરતી સંખ્યામાં સોડિયમ ચેનલો ખુલ્લી હોય છે, જે આવનારા સોડિયમ પ્રવાહની આવશ્યક કંપનવિસ્તાર પૂરી પાડે છે અને પરિણામે, પટલનું વધુ વિધ્રુવીકરણ થાય છે; બદલામાં, વિધ્રુવીકરણ વધુ ચેનલો ખોલવાનું કારણ બને છે, પરિણામે આવનારા આયન પ્રવાહમાં વધારો થાય છે, જેથી વિધ્રુવીકરણ પ્રક્રિયા પુનઃજનનશીલ બને છે. પુનર્જીવિત વિધ્રુવીકરણનો દર (અથવા સક્રિય સંભવિત વધારો) આવનારા સોડિયમ પ્રવાહની તાકાત પર આધાર રાખે છે, જે બદલામાં Na + ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ સંભવિત ઢાળની તીવ્રતા અને ઉપલબ્ધ (અથવા બિન-નિષ્ક્રિય) ની સંખ્યા જેવા પરિબળો દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. સોડિયમ ચેનલો. પુર્કિન્જે તંતુઓમાં, સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના વિકાસ દરમિયાન વિધ્રુવીકરણનો મહત્તમ દર, dV/dt max અથવા V max તરીકે સૂચવવામાં આવે છે, લગભગ 500 V/s સુધી પહોંચે છે, અને જો આ દર -90 mV થી સમગ્ર વિધ્રુવીકરણ તબક્કા દરમિયાન જાળવવામાં આવે તો. +30 mV, પછી 120 mV પર પરિવર્તન સંભવિત લગભગ 0.25 ms લેશે. વેન્ટ્રિકલ્સના કાર્યકારી મ્યોકાર્ડિયમના તંતુઓના વિધ્રુવીકરણનો મહત્તમ દર આશરે 200 V / s છે, અને એટ્રિયાના સ્નાયુ તંતુઓનો 100 થી 200 V / s છે. (સાઇનસ અને એટ્રિઓવેન્ટ્રિક્યુલર નોડ્સના કોષોમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો વિધ્રુવીકરણ તબક્કો હમણાં જ વર્ણવેલ કરતા નોંધપાત્ર રીતે અલગ છે અને તેની અલગથી ચર્ચા કરવામાં આવશે; નીચે જુઓ.)

આવા ઊંચા દર સાથે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન (ઘણી વખત તેને "ઝડપી પ્રતિભાવો" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે) હૃદય દ્વારા ઝડપથી મુસાફરી કરે છે. સમાન કલાની વહન ક્ષમતા અને અક્ષીય પ્રતિકાર લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા કોષોમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના પ્રસારનો દર (તેમજ Vmax) મુખ્યત્વે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના વધતા તબક્કા દરમિયાન વહેતા આંતરીક પ્રવાહના કંપનવિસ્તાર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આ એ હકીકતને કારણે છે કે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન પહેલા તરત જ કોષોમાંથી પસાર થતા સ્થાનિક પ્રવાહોનું સંભવિતમાં ઝડપી વધારા સાથે મોટું મૂલ્ય હોય છે, તેથી આ કોષોમાં કલા વીજસ્થિતિમાન પ્રવાહોના કિસ્સામાં કરતાં વહેલા થ્રેશોલ્ડ સ્તરે પહોંચે છે. નાની કિંમત (જુઓ ફિગ. 3.4). અલબત્ત, આ સ્થાનિક પ્રવાહો પ્રચારક સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન પસાર થયા પછી તરત જ કોષ પટલમાંથી વહે છે, પરંતુ તે તેની પ્રત્યાવર્તનને લીધે કલાને ઉત્તેજિત કરવામાં સક્ષમ નથી.

ચોખા. 3.5. પુનઃધ્રુવીકરણના જુદા જુદા તબક્કામાં ઉત્તેજના દ્વારા ઉત્તેજિત સામાન્ય સક્રિય સંભવિત અને પ્રતિભાવો.

પુનઃધ્રુવીકરણ દરમિયાન ઉદ્દભવેલા પ્રતિભાવોની કંપનવિસ્તાર અને ઝડપમાં વધારો એ મેમ્બ્રેન સંભવિતતાના સ્તર પર આધાર રાખે છે જ્યાં તેઓ થાય છે. પ્રારંભિક પ્રતિભાવો (a અને b) એટલા નીચા સ્તરે થાય છે કે તેઓ ખૂબ નબળા અને ફેલાવવામાં અસમર્થ હોય છે (ક્રમિક અથવા સ્થાનિક પ્રતિભાવો). "c" પ્રતિભાવ એ પ્રચારશીલ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનોમાં સૌથી પહેલો છે, પરંતુ વેગમાં થોડો વધારો તેમજ નીચા કંપનવિસ્તારને કારણે તેનો પ્રસાર ધીમો છે. "d" પ્રતિભાવ સંપૂર્ણ પુનઃધ્રુવીકરણ પહેલા જ દેખાય છે, તેનો વધારો અને કંપનવિસ્તારનો દર "c" પ્રતિભાવ કરતા વધારે છે, કારણ કે તે ઉચ્ચ કલા સંભવિત પર થાય છે; જો કે, તેની પ્રચાર ગતિ સામાન્ય કરતા ઓછી થઈ જાય છે. જવાબ "d" સંપૂર્ણ પુનઃધ્રુવીકરણ પછી નોંધવામાં આવે છે, તેથી તેનું કંપનવિસ્તાર અને વિધ્રુવીકરણ દર સામાન્ય છે; તેથી, તે ઝડપથી ફેલાય છે. પીપી - આરામની સંભાવના.

કાર્ડિયાક કોશિકાઓના ઉત્તેજના પછીનો લાંબો પ્રત્યાવર્તન સમયગાળો સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની લાંબી અવધિ અને સોડિયમ ચેનલ ગેટ મિકેનિઝમની વોલ્ટેજ અવલંબનને કારણે છે. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન વૃદ્ધિનો તબક્કો સેંકડોથી કેટલાક સો મિલીસેકન્ડનો સમયગાળો દ્વારા અનુસરવામાં આવે છે જે દરમિયાન પુનરાવર્તિત ઉત્તેજનાને કોઈ પુનર્જીવિત પ્રતિસાદ મળતો નથી (ફિગ. 3.5). આ કહેવાતા નિરપેક્ષ, અથવા અસરકારક, પ્રત્યાવર્તન સમયગાળો છે; તે સામાન્ય રીતે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના ઉચ્ચપ્રદેશ (તબક્કો 2) આવરી લે છે. ઉપર વર્ણવ્યા મુજબ, સોડિયમ ચેનલો નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે અને આ સતત વિધ્રુવીકરણ દરમિયાન બંધ રહે છે. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના પુનઃધ્રુવીકરણ દરમિયાન (તબક્કો 3), નિષ્ક્રિયતા ધીમે ધીમે દૂર કરવામાં આવે છે, જેથી ફરીથી સક્રિય થઈ શકે તેવી ચેનલોનું પ્રમાણ સતત વધે છે. તેથી, પુનઃધ્રુવીકરણની શરૂઆતમાં ઉત્તેજના સાથે માત્ર સોડિયમ આયનોનો થોડો પ્રવાહ પ્રેરિત કરી શકાય છે, પરંતુ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનું પુનઃધ્રુવીકરણ ચાલુ રહેશે તેમ, આવા પ્રવાહમાં વધારો થશે. જો કેટલીક સોડિયમ ચેનલો બિન-ઉત્તેજનાત્મક રહે છે, તો પછી પ્રેરિત અંદરની તરફનો Na + પ્રવાહ પુનર્જીવિત વિધ્રુવીકરણ તરફ દોરી શકે છે અને તેથી સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનું નિર્માણ કરી શકે છે. જો કે, વિધ્રુવીકરણનો દર, અને તેથી સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનોના પ્રચાર દરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે (જુઓ. આકૃતિ 3.5) અને સંપૂર્ણ પુનઃધ્રુવીકરણ પછી જ સામાન્ય થાય છે. જે સમય દરમિયાન પુનરાવર્તિત ઉત્તેજના આવા "ક્રમિક" સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનોને બહાર કાઢવામાં સક્ષમ હોય છે તેને સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન સમયગાળો કહેવાય છે. નિષ્ક્રિયતા નાબૂદીની વોલ્ટેજ અવલંબનનો વીડમેન દ્વારા અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો હતો, જેમણે શોધી કાઢ્યું હતું કે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના ઉદયનો દર અને સંભવિત સ્તર કે જેના પર આ સંભવિતતા ઉત્પન્ન થાય છે તે S-આકારના સંબંધમાં છે, જેને મેમ્બ્રેન રિએક્ટિવિટી કર્વ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે.

સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન સમયગાળા દરમિયાન સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનોના ઉદયનો નીચો દર તેમને ધીમે ધીમે ફેલાવવાનું કારણ બને છે; આવા સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન કેટલાક વહન વિક્ષેપનું કારણ બની શકે છે, જેમ કે વિલંબ, સડો અને અવરોધ, અને પરિભ્રમણ માટે ઉત્તેજનાનું કારણ પણ બની શકે છે. આ ઘટનાઓની ચર્ચા આ પ્રકરણમાં પાછળથી કરવામાં આવી છે.

સામાન્ય કાર્ડિયાક કોશિકાઓમાં, સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના ઝડપી વધારા માટે જવાબદાર અંદરની તરફનો સોડિયમ પ્રવાહ સોડિયમ પ્રવાહ કરતા નાનો અને ધીમો બીજો પ્રવાહ આવે છે, જે મુખ્યત્વે કેલ્શિયમ આયનો દ્વારા વહન થતો જણાય છે. આ પ્રવાહને સામાન્ય રીતે "ધીમો અંદરની તરફનો પ્રવાહ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે (જોકે તે ઝડપી સોડિયમ પ્રવાહની સરખામણીમાં એટલું જ છે; અન્ય મહત્વપૂર્ણ ફેરફારો, જેમ કે પુનઃધ્રુવીકરણ દરમિયાન જોવા મળે છે, તે ધીમું થવાની સંભાવના છે); તે ચેનલોમાંથી વહે છે જે, તેમના સમય- અને વોલ્ટેજ-આધારિત વાહકતા લાક્ષણિકતાઓ અનુસાર, "ધીમી ચેનલો" કહેવાય છે (જુઓ આકૃતિ 3.3). આ વહન માટે સક્રિયકરણ થ્રેશોલ્ડ (એટલે ​​​​કે જ્યારે સક્રિયકરણ દરવાજો ખોલવાનું શરૂ થાય છે - d) -30 અને -40 mV (સોડિયમ વહન માટે -60 થી -70 mV ની સરખામણી કરો) ની વચ્ચે છે. ઝડપી સોડિયમ પ્રવાહને કારણે પુનર્જીવિત વિધ્રુવીકરણ સામાન્ય રીતે ધીમા આવતા પ્રવાહના વહનને સક્રિય કરે છે, જેથી સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનમાં વધારો થવાના પછીના સમયગાળામાં, વર્તમાન બંને પ્રકારની ચેનલોમાંથી વહે છે. જો કે, વર્તમાન Ca 2+ એ મહત્તમ ઝડપી Na + વર્તમાન કરતાં ઘણું ઓછું છે, તેથી ઝડપી Na + વર્તમાન પૂરતા પ્રમાણમાં નિષ્ક્રિય ન થાય ત્યાં સુધી સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનમાં તેનું યોગદાન ખૂબ જ નાનું છે (એટલે ​​​​કે, સંભવિતમાં પ્રારંભિક ઝડપી વૃદ્ધિ પછી). ધીમા આવતા પ્રવાહને માત્ર ખૂબ જ ધીમેથી નિષ્ક્રિય કરી શકાય છે, તે મુખ્યત્વે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના ઉચ્ચ સ્તરના તબક્કામાં ફાળો આપે છે. આમ, ઉચ્ચપ્રદેશનું સ્તર વિધ્રુવીકરણ તરફ વળે છે, જ્યારે Ca 2+ માટે વિદ્યુતરાસાયણિક સંભવિતનો ઢાળ [Ca 2+] 0 ની વધતી સાંદ્રતા સાથે વધે છે; [Ca 2+ ] 0 માં ઘટાડો થવાથી ઉચ્ચપ્રદેશના સ્તરમાં વિપરીત દિશામાં ફેરફાર થાય છે. જો કે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં, સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના ઉદયના તબક્કામાં કેલ્શિયમ પ્રવાહનું યોગદાન નોંધી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, દેડકા વેન્ટ્રિકલના મ્યોકાર્ડિયલ તંતુઓમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો ઉદય વળાંક કેટલીકવાર 0 mV ની આસપાસ એક કિંક દર્શાવે છે, જ્યાં પ્રારંભિક ઝડપી વિધ્રુવીકરણ ધીમા વિધ્રુવીકરણને માર્ગ આપે છે જે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન ઓવરશૂટની ટોચ સુધી ચાલુ રહે છે. . બતાવ્યા પ્રમાણે, ધીમા વિધ્રુવીકરણનો દર અને ઓવરશૂટની તીવ્રતા [Ca 2+ ] 0 વધવાની સાથે વધે છે.

મેમ્બ્રેન સંભવિત અને સમય પર વિવિધ અવલંબન ઉપરાંત, આ બે પ્રકારની વાહકતા તેમની ફાર્માકોલોજીકલ લાક્ષણિકતાઓમાં પણ અલગ છે. તેથી, ટેટ્રોડોટોક્સિન (TTX) ના પ્રભાવ હેઠળ Na + માટે ઝડપી ચેનલો દ્વારા પ્રવાહ ઘટે છે, જ્યારે ધીમો પ્રવાહ Ca 2+ TTX દ્વારા પ્રભાવિત થતો નથી, પરંતુ કેટેકોલામાઈન્સની ક્રિયા હેઠળ વધે છે અને મેંગેનીઝ આયનો દ્વારા અટકાવવામાં આવે છે, તેમજ કેટલીક દવાઓ દ્વારા, જેમ કે વેરાપામિલ અને ડી-600. એવું લાગે છે કે (ઓછામાં ઓછું દેડકાના હૃદયમાં) પ્રોટીનને સક્રિય કરવા માટે જરૂરી મોટા ભાગનું કેલ્શિયમ જે દરેક ધબકારા માટે ફાળો આપે છે તે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન દરમિયાન ધીમી આવનારી વર્તમાન ચેનલ દ્વારા કોષમાં પ્રવેશે છે. સસ્તન પ્રાણીઓમાં, કાર્ડિયાક કોશિકાઓ માટે Ca 2+ નો ઉપલબ્ધ વધારાનો સ્ત્રોત સરકોપ્લાઝમિક રેટિક્યુલમમાં તેના અનામત છે.

ટેક્સ્ટ_ફિલ્ડ્સ

ટેક્સ્ટ_ફિલ્ડ્સ

તીર_ઉપર તરફ

આરામ પટલ સંભવિત (MPP) અથવા આરામની સંભાવના (PP) એ પટલની આંતરિક અને બહારની બાજુઓ વચ્ચેના વિશ્રામી કોષનો સંભવિત તફાવત છે.કોષ પટલની આંતરિક બાજુ બાહ્યની તુલનામાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. બાહ્ય સોલ્યુશનની સંભવિતતાને શૂન્ય તરીકે લેતા, MPP ને ઓછા ચિહ્ન સાથે રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે. મૂલ્ય WFPપેશીના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે અને -9 થી -100 mV સુધી બદલાય છે. તેથી, બાકીના સમયે, કોષ પટલ ધ્રુવીકરણ MPP મૂલ્યમાં ઘટાડો કહેવાય છે વિધ્રુવીકરણવધારો - અતિધ્રુવીકરણ,મૂળ મૂલ્યને પુનઃસ્થાપિત કરી રહ્યું છે WFP- પુનઃધ્રુવીકરણપટલ

મૂળના પટલ સિદ્ધાંતની મુખ્ય જોગવાઈઓ WFPનીચેના પર આવો. બાકીના સમયે, કોષ પટલ K + આયન (કેટલાક કોષોમાં અને SG માટે) સારી રીતે અભેદ્ય હોય છે, Na + માટે ઓછું અભેદ્ય હોય છે અને અંતઃકોશિક પ્રોટીન અને અન્ય કાર્બનિક આયનો માટે વ્યવહારીક રીતે અભેદ્ય હોય છે. K + આયનો કોષની બહાર એકાગ્રતા ઢાળ સાથે પ્રસરે છે, જ્યારે બિન-વેધક આયનો સાયટોપ્લાઝમમાં રહે છે, જે સમગ્ર પટલમાં સંભવિત તફાવતનો દેખાવ પૂરો પાડે છે.

પરિણામી સંભવિત તફાવત કોષમાંથી K + ની બહાર નીકળતા અટકાવે છે, અને ચોક્કસ મૂલ્ય પર, એકાગ્રતા ઢાળ સાથે K + ની બહાર નીકળવા અને પરિણામી વિદ્યુત ઢાળ સાથે આ કેશનના પ્રવેશ વચ્ચે સંતુલન થાય છે. મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ કે જેના પર આ સમતુલા પહોંચી છે તેને કહેવામાં આવે છે સંતુલન શક્તિલાલચટકતેના મૂલ્યની ગણતરી નર્ન્સ્ટ સમીકરણ પરથી કરી શકાય છે:

જ્યાં ઇ થી- માટે સંતુલન સંભવિત પ્રતિ + ; આર- ગેસ સતત; ટી- સંપૂર્ણ તાપમાન; એફ - ફેરાડે નંબર; પી- વેલેન્સી K + (+1), [K n +] - [K + vn] - K + - ની બાહ્ય અને આંતરિક સાંદ્રતા

જો આપણે પ્રાકૃતિક લઘુગણકમાંથી દશાંશ લઘુગણક પર સ્વિચ કરીએ અને સમીકરણમાં સ્થિરાંકોના આંકડાકીય મૂલ્યોને બદલીએ, તો સમીકરણ આ સ્વરૂપ લેશે:

સ્પાઇનલ ન્યુરોન્સમાં (કોષ્ટક 1.1) E k = -90 mV. માઇક્રોઇલેક્ટ્રોડ્સનો ઉપયોગ કરીને માપવામાં આવેલ MPP મૂલ્ય નોંધપાત્ર રીતે ઓછું છે, 70 mV.

કોષ્ટક 1.1. સસ્તન પ્રાણીઓના કરોડરજ્જુના મોટર ચેતાકોષોની અંદર અને બહાર કેટલાક આયનોની સાંદ્રતા

જો કોષની મેમ્બ્રેન સંભવિત પોટેશિયમ પ્રકૃતિની હોય, તો પછી, નર્ન્સ્ટ સમીકરણ અનુસાર, તેનું મૂલ્ય આ આયનોની સાંદ્રતા ઢાળમાં ઘટાડો સાથે રેખીય રીતે ઘટવું જોઈએ, ઉદાહરણ તરીકે, K + ની સાંદ્રતામાં વધારો સાથે. બાહ્યકોષીય પ્રવાહીમાં. જો કે, K + સાંદ્રતા ઢાળ પર RMP મૂલ્ય (વિશ્રામ પટલ સંભવિત) ની રેખીય અવલંબન માત્ર 20 mM ઉપરના બાહ્યકોષીય પ્રવાહીમાં K + સાંદ્રતા પર અસ્તિત્વ ધરાવે છે. કોષની બહાર K + ની ઓછી સાંદ્રતા પર, કોષની બહાર અને અંદર પોટેશિયમ સાંદ્રતાના ગુણોત્તરના લઘુગણક પર E m નું અવલંબન વળાંક સૈદ્ધાંતિક એક કરતા અલગ છે. નર્ન્સ્ટ સમીકરણ દ્વારા સૈદ્ધાંતિક રીતે ગણતરી કરાયેલ MPP મૂલ્ય અને K + સાંદ્રતા ઢાળના પ્રાયોગિક અવલંબનના સ્થાપિત વિચલનોને સમજાવવું શક્ય છે કે ઉત્તેજક કોષોના MPP માત્ર પોટેશિયમ દ્વારા જ નહીં, પણ સોડિયમ અને ક્લોરાઇડ સંતુલન દ્વારા પણ નક્કી કરવામાં આવે છે. સંભવિત પાછલા એક જેવી જ દલીલ કરીને, આપણે લખી શકીએ છીએ:

કરોડરજ્જુના ચેતાકોષો (કોષ્ટક 1.1) માટે સોડિયમ અને ક્લોરાઇડ સંતુલન સંભવિતતાના મૂલ્યો અનુક્રમે +60 અને -70 mV છે. E Cl નું મૂલ્ય MPP ના મૂલ્ય જેટલું છે. આ રાસાયણિક અને વિદ્યુત ઘટકો અનુસાર કલા દ્વારા ક્લોરાઇડ આયનોનું નિષ્ક્રિય વિતરણ સૂચવે છે. સોડિયમ આયનો માટે, રાસાયણિક અને વિદ્યુત ઘટકો કોષની અંદર નિર્દેશિત થાય છે.

MPP મૂલ્યમાં દરેક સંતુલન સંભવિતતાનું યોગદાન આ દરેક આયનો માટે કોષ પટલની અભેદ્યતા વચ્ચેના ગુણોત્તર દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. મેમ્બ્રેન સંભવિત મૂલ્યની ગણતરી ગોલ્ડમેન સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને કરવામાં આવે છે:

ઇ એમ- પટલ સંભવિત; આર- ગેસ સતત; ટી- સંપૂર્ણ તાપમાન; એફ- ફેરાડે નંબર; આરK, P Naઅને આરCl- K + Na + અને Cl માટે અનુક્રમે પટલ અભેદ્યતા સ્થિરાંકો; [પ્રતિ+ એન ], [ કે + ext, [ ના+ એન [ ના + ext], [Cl - n] અને [Cl - ext] - કોષની બહાર (n) અને અંદર (ext) K + , Na + અને C ની સાંદ્રતા.

પ્રાયોગિક અભ્યાસોમાં મેળવેલ આયન સાંદ્રતા અને MPP મૂલ્યને આ સમીકરણમાં બદલીને, તે બતાવી શકાય છે કે વિશાળ સ્ક્વિડ ચેતાક્ષ માટે અભેદ્યતા સ્થિરાંકો Р થી: P Na: Р С1 = I: 0.04: 0.45 નો નીચેનો ગુણોત્તર હોવો જોઈએ. . દેખીતી રીતે, કારણ કે પટલ સોડિયમ આયનો માટે અભેદ્ય છે (P N a =/ 0) અને આ આયનો માટે સંતુલન સંભવિત વત્તા ચિહ્ન ધરાવે છે, પછી રાસાયણિક અને વિદ્યુત ઢાળ સાથે કોષમાં બાદમાંનો પ્રવેશ સાયટોપ્લાઝમની ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટી ઘટાડશે, એટલે કે. MPP (મેમ્બ્રેન રેસ્ટિંગ સંભવિત) વધારો.

15 એમએમથી ઉપરના બાહ્ય દ્રાવણમાં પોટેશિયમ આયનોની સાંદ્રતામાં વધારો થવાથી, MPP વધે છે અને અભેદ્યતા સ્થિરતાનો ગુણોત્તર P Na અને P C1 કરતાં Pk ના વધુ નોંધપાત્ર વધારા તરફ બદલાય છે. P c: P Na: P C1 = 1: 0.025: 0.4. આવી પરિસ્થિતિઓમાં, MPP પોટેશિયમ આયનોના ઢાળ દ્વારા લગભગ વિશિષ્ટ રીતે નક્કી કરવામાં આવે છે; તેથી, કોષની બહાર અને અંદર પોટેશિયમ સાંદ્રતાના ગુણોત્તરના લઘુગણક પર MPP ની પ્રાયોગિક અને સૈદ્ધાંતિક અવલંબન એકરૂપ થવા લાગે છે.

આમ, વિશ્રામી કોષમાં સાયટોપ્લાઝમ અને બાહ્ય વાતાવરણ વચ્ચે સ્થિર સંભવિત તફાવતની હાજરી K + , Na + અને Cl અને આ આયનો માટે વિવિધ પટલની અભેદ્યતા માટે હાલના સાંદ્રતા ઢાળને કારણે છે. MPP ના નિર્માણમાં મુખ્ય ભૂમિકા કોષમાંથી પોટેશિયમ આયનોના બાહ્ય લ્યુમેનમાં પ્રસરણ દ્વારા ભજવવામાં આવે છે. આ સાથે, એમપીપી પણ સોડિયમ અને ક્લોરાઇડ સંતુલન વિભાવનાઓ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, અને તેમાંથી દરેકનું યોગદાન આ આયનો માટે કોષના પ્લાઝ્મા મેમ્બ્રેનની અભેદ્યતા વચ્ચેના સંબંધ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે.

ઉપર સૂચિબદ્ધ તમામ પરિબળો કહેવાતા રચના કરે છે આયનીય ઘટક RMP (મેમ્બ્રેન રેસ્ટિંગ સંભવિત). કારણ કે ન તો પોટેશિયમ કે ન તો સોડિયમ સંતુલન સંભવિત MPP સમાન છે. કોષે Na + ને શોષી લેવું જોઈએ અને K + ગુમાવવું જોઈએ. કોષમાં આ આયનોની સાંદ્રતાની સ્થિરતા Na + K + -ATPase ના કાર્ય દ્વારા જાળવવામાં આવે છે.

જો કે, આ આયન પંપની ભૂમિકા માત્ર સોડિયમ અને પોટેશિયમ ગ્રેડિએન્ટ જાળવવા સુધી મર્યાદિત નથી. તે જાણીતું છે કે સોડિયમ પંપ ઇલેક્ટ્રોજેનિક છે અને તેના ઓપરેશન દરમિયાન કોષમાંથી એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર પ્રવાહીમાં હકારાત્મક ચાર્જનો ચોખ્ખો પ્રવાહ ઉદ્ભવે છે, જે પર્યાવરણના સંદર્ભમાં સાયટોપ્લાઝમની ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટીમાં વધારો કરે છે. વિશાળ મોલસ્ક ન્યુરોન્સ પરના પ્રયોગોમાં સોડિયમ પંપની ઇલેક્ટ્રોજેનિસિટી જાહેર કરવામાં આવી હતી. એક ચેતાકોષના શરીરમાં Na + આયનોના ઇલેક્ટ્રોફોરેટીક ઇન્જેક્શનથી પટલનું હાયપરપોલરાઇઝેશન થયું, જે દરમિયાન MPP પોટેશિયમ સંતુલન સંભવિત કરતાં નોંધપાત્ર રીતે ઓછું હતું. આ હાયપરપોલરાઇઝેશન સોલ્યુશનનું તાપમાન ઘટાડીને નબળું પડ્યું હતું જેમાં કોષ સ્થિત હતો, અને Na + , K + -ATPase ouabain ના વિશિષ્ટ અવરોધક દ્વારા દબાવવામાં આવ્યું હતું.

જે કહેવામાં આવ્યું છે તેના પરથી, તે અનુસરે છે કે MPP ને બે ઘટકોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે - "આયનીય"અને "મેટાબોલિક".પ્રથમ ઘટક આયનોની સાંદ્રતા ઢાળ અને તેમના માટે પટલની અભેદ્યતા પર આધાર રાખે છે. બીજું, "મેટાબોલિક", સોડિયમ અને પોટેશિયમના સક્રિય પરિવહનને કારણે છે અને તેની પર બેવડી અસર પડે છે. એમપીપી.એક તરફ, સોડિયમ પંપ સાયટોપ્લાઝમ અને પર્યાવરણ વચ્ચે એકાગ્રતા ઢાળ જાળવે છે. બીજી બાજુ, ઇલેક્ટ્રોજેનિક હોવાને કારણે, સોડિયમ પંપ MPP પર સીધી અસર કરે છે. MPP મૂલ્યમાં તેનું યોગદાન "પમ્પિંગ" વર્તમાનની ઘનતા (કોષ પટલની સપાટીના એકમ ક્ષેત્ર દીઠ વર્તમાન) અને પટલના પ્રતિકાર પર આધારિત છે.

મેમ્બ્રેન સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન

ટેક્સ્ટ_ફિલ્ડ્સ

ટેક્સ્ટ_ફિલ્ડ્સ

તીર_ઉપર તરફ

જો ચેતા અથવા સ્નાયુ ઉત્તેજના થ્રેશોલ્ડની ઉપર ખંજવાળ આવે છે, તો ચેતા અથવા સ્નાયુનું MPP ઝડપથી ઘટશે અને ટૂંકા ગાળા માટે (મિલિસેકન્ડ) પટલ રિચાર્જ થશે: તેની આંતરિક બાજુ બાહ્યની તુલનામાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થઈ જશે. . આ MPP માં ટૂંકા ગાળાના ફેરફાર કે જે કોષ ઉત્તેજિત થાય ત્યારે થાય છે, જે ઓસિલોસ્કોપ સ્ક્રીન પર સિંગલ પીકનું સ્વરૂપ ધરાવે છે, તેને કહેવામાં આવે છે. પટલ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન (MPD).

નર્વસ અને સ્નાયુ પેશીઓમાં MPD ત્યારે થાય છે જ્યારે MPP (મેમ્બ્રેન વિધ્રુવીકરણ) નું સંપૂર્ણ મૂલ્ય ચોક્કસ નિર્ણાયક મૂલ્ય સુધી ઘટે છે, જેને કહેવાય છે. જનરેશન થ્રેશોલ્ડ MTD. સ્ક્વિડના વિશાળ ચેતા તંતુઓમાં, MPD -60 mV છે. જ્યારે પટલનું વિધ્રુવીકરણ -45 mV (IVD જનરેશન થ્રેશોલ્ડ) થાય છે, ત્યારે IVD થાય છે (ફિગ. 1.15).

સ્ક્વિડ ચેતાક્ષમાં IVD ની શરૂઆત દરમિયાન, પટલનો પ્રતિકાર 25 ના પરિબળથી, 1000 થી 40 Ohm.cm2 સુધી ઘટે છે, જ્યારે કેપેસીટન્સ બદલાતું નથી. પટલના પ્રતિકારમાં આ ઘટાડો ઉત્તેજના પર પટલની આયન અભેદ્યતામાં વધારો થવાને કારણે છે.

તેના કંપનવિસ્તાર (100-120 mV) ના સંદર્ભમાં, MPD (મેમ્બ્રેન એક્શન પોટેન્શિયલ) MPP (રેસ્ટિંગ મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ) ના મૂલ્ય કરતાં 20-50 mV વધારે છે. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, પટલની અંદરની બાજુ સંક્ષિપ્તમાં બહારની બાજુના સંદર્ભમાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થઈ જાય છે, "ઓવરશૂટ" અથવા ચાર્જ રિવર્સલ.

તે ગોલ્ડમૅન સમીકરણ પરથી અનુસરે છે કે માત્ર સોડિયમ આયનો માટે પટલની અભેદ્યતામાં વધારો જ કલાની સંભવિતતામાં આવા ફેરફારો તરફ દોરી શકે છે. Ek નું મૂલ્ય MPP ના મૂલ્ય કરતા હંમેશા ઓછું હોય છે, તેથી K + માટે પટલની અભેદ્યતામાં વધારો MPP ના સંપૂર્ણ મૂલ્યમાં વધારો કરશે. સોડિયમ સંતુલન સંભવિતમાં વત્તા ચિહ્ન છે, તેથી આ કેશન્સ માટે પટલની અભેદ્યતામાં તીવ્ર વધારો મેમ્બ્રેન રિચાર્જિંગ તરફ દોરી જાય છે.

IVD દરમિયાન, સોડિયમ આયનોમાં પટલની અભેદ્યતા વધે છે. ગણતરીઓ દર્શાવે છે કે જો બાકીના સમયે K + , Na + અને SG માટે પટલ અભેદ્યતા સ્થિરાંકોનો ગુણોત્તર 1:0.04:0.45 છે, તો IVD - Р થી: P Na: Р = 1: 20: 0.45 પર. પરિણામે, ઉત્તેજનાની સ્થિતિમાં, ચેતા તંતુ પટલ તેની પસંદગીયુક્ત આયન અભેદ્યતા ગુમાવે છે, પરંતુ, તેનાથી વિપરિત, પોટેશિયમ આયનો માટે પસંદગીયુક્ત રીતે અભેદ્ય હોવાને કારણે, તે સોડિયમ આયનો માટે પસંદગીયુક્ત રીતે અભેદ્ય બની જાય છે. પટલની સોડિયમ અભેદ્યતામાં વધારો વોલ્ટેજ આધારિત સોડિયમ ચેનલોના ઉદઘાટન સાથે સંકળાયેલ છે.

આયન ચેનલોના ઉદઘાટન અને બંધને પ્રદાન કરતી પદ્ધતિ કહેવામાં આવે છે ચેનલ ગેટ.તેને અલગ પાડવાનો રિવાજ છે સક્રિયકરણ(m) અને નિષ્ક્રિયતા(h) દરવાજો. આયન ચેનલ ત્રણ મુખ્ય અવસ્થામાં હોઈ શકે છે: બંધ (એમ-ગેટ્સ બંધ છે; એચ-ઓપન), ઓપન (એમ- અને એચ-ગેટ્સ ખુલ્લા છે) અને નિષ્ક્રિય (એમ-ગેટ્સ ખુલ્લા છે, એચ-ગેટ્સ બંધ છે) ( આકૃતિ 1.16).

ચોખા. 1.16 સોડિયમ ચેનલોના સક્રિયકરણ (m) અને નિષ્ક્રિયકરણ (h) દરવાજાઓની સ્થિતિની યોજના, બંધ (આરામ, A), ખુલ્લી (સક્રિયકરણ, B) અને નિષ્ક્રિય (C) સ્થિતિઓને અનુરૂપ.

પટલનું વિધ્રુવીકરણ, બળતરા ઉત્તેજનાથી થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે, ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ, સોડિયમ ચેનલોના એમ-ગેટ્સ ખોલે છે (રાજ્ય A થી B માં સંક્રમણ) અને સકારાત્મક ચાર્જ - સોડિયમ આયનોના આંતરિક પ્રવાહનો દેખાવ પૂરો પાડે છે. આ પટલના વધુ વિધ્રુવીકરણ તરફ દોરી જાય છે, જે બદલામાં ખુલ્લી સોડિયમ ચેનલોની સંખ્યામાં વધારો કરે છે અને તેથી પટલની સોડિયમ અભેદ્યતામાં વધારો કરે છે. પટલનું "પુનર્જીવિત" વિધ્રુવીકરણ થાય છે, જેના પરિણામે પટલની અંદરની બાજુની સંભવિતતા સોડિયમ સંતુલન સંભવિતના મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે.

IVD (મેમ્બ્રેન એક્શન પોટેન્શિયલ) ની વૃદ્ધિ અને કોષ પટલના પુનઃધ્રુવીકરણને અટકાવવાનું કારણ છે:

અ)પટલના વિધ્રુવીકરણમાં વધારો, એટલે કે. જ્યારે E m -» E Na, પરિણામે સોડિયમ આયનો માટે ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ઢાળ ઘટે છે, E m -> E Na. બીજા શબ્દોમાં કહીએ તો, કોષમાં સોડિયમને "દબાણ" કરવાનું બળ ઘટે છે;

b)પટલનું વિધ્રુવીકરણ સોડિયમ ચેનલોના નિષ્ક્રિયકરણની પ્રક્રિયા પેદા કરે છે (એચ-ગેટનું બંધ થવું; બી ચેનલની સ્થિતિ), જે પટલની સોડિયમ અભેદ્યતાના વિકાસને અટકાવે છે અને તેના ઘટાડા તરફ દોરી જાય છે;

વી)પટલનું વિધ્રુવીકરણ પોટેશિયમ આયનોમાં તેની અભેદ્યતામાં વધારો કરે છે. આઉટગોઇંગ પોટેશિયમ પ્રવાહ પટલ સંભવિતને પોટેશિયમ સંતુલન સંભવિત તરફ સ્થાનાંતરિત કરે છે.

સોડિયમ આયનો માટે વિદ્યુત રાસાયણિક ક્ષમતામાં ઘટાડો અને સોડિયમ ચેનલોને નિષ્ક્રિય કરવાથી આવનારા સોડિયમ પ્રવાહની માત્રામાં ઘટાડો થાય છે. ચોક્કસ સમયે, આવનારા સોડિયમ પ્રવાહના મૂલ્યની તુલના વધેલા આઉટગોઇંગ વર્તમાન સાથે કરવામાં આવે છે - MTD ની વૃદ્ધિ અટકી જાય છે. જ્યારે કુલ આઉટગોઇંગ કરંટ ઇનકમિંગ કરતા વધી જાય છે, ત્યારે મેમ્બ્રેન રિપોલરાઇઝેશન શરૂ થાય છે, જે રિજનરેટિવ પાત્ર પણ ધરાવે છે. પુનઃધ્રુવીકરણ જે શરૂ થયું છે તે સક્રિયકરણ દ્વાર (એમ) ના બંધ થવા તરફ દોરી જાય છે, જે પટલની સોડિયમ અભેદ્યતા ઘટાડે છે, પુનઃધ્રુવીકરણને વેગ આપે છે અને બાદમાં બંધ ચેનલોની સંખ્યામાં વધારો કરે છે, વગેરે.

કેટલાક કોષોમાં IVD પુનઃધ્રુવીકરણનો તબક્કો (ઉદાહરણ તરીકે, કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સ અને સંખ્યાબંધ સરળ સ્નાયુ કોશિકાઓમાં) ધીમો પડી શકે છે, જે રચના કરે છે. ઉચ્ચપ્રદેશપટલ દ્વારા ઇનકમિંગ અને આઉટગોઇંગ કરંટના સમયમાં જટિલ ફેરફારોને કારણે પી.ડી. IVD ની અસરમાં, અતિધ્રુવીકરણ અને/અથવા પટલનું વિધ્રુવીકરણ થઈ શકે છે. આ કહેવાતા છે સંભવિતતા શોધી કાઢો.ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશન દ્વિ પ્રકૃતિ ધરાવે છે: આયનીયઅને મેટાબોલિકકુયુપ્રથમ એ હકીકત સાથે સંબંધિત છે કે પટલના ચેતા તંતુમાં પોટેશિયમની અભેદ્યતા IVD જનરેશન પછી અમુક સમય માટે (દસ અને સેંકડો મિલીસેકન્ડ પણ) સુધી વધે છે અને મેમ્બ્રેન સંભવિતને પોટેશિયમ સંતુલન સંભવિત તરફ ખસેડે છે. કોષોની લયબદ્ધ ઉત્તેજના પછી ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશન મુખ્યત્વે ઇલેક્ટ્રોજેનિક સોડિયમ પંપના સક્રિયકરણ સાથે સંકળાયેલું છે, કોષમાં સોડિયમ આયનોના સંચયને કારણે.

MPD (મેમ્બ્રેન એક્શન પોટેન્શિયલ) ની ઉત્પત્તિ પછી વિકાસ પામેલા વિધ્રુવીકરણનું કારણ પટલની બાહ્ય સપાટી પર પોટેશિયમ આયનોનું સંચય છે. બાદમાં, જેમ કે તે ગોલ્ડમૅન સમીકરણ પરથી અનુસરે છે, તે RRP (રેસ્ટિંગ મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ) માં વધારો તરફ દોરી જાય છે.

સોડિયમ ચેનલોનું નિષ્ક્રિયકરણ ચેતા તંતુ નામની મહત્વપૂર્ણ મિલકત સાથે સંકળાયેલું છેપ્રત્યાવર્તન .

દરમિયાન absoઉગ્રપ્રત્યાવર્તન સમયગાળોચેતા તંતુ કોઈપણ શક્તિના ઉત્તેજનાની ક્રિયા દ્વારા ઉત્સાહિત થવાની ક્ષમતા સંપૂર્ણપણે ગુમાવે છે.

સંબંધીપ્રત્યાવર્તન, નિરપેક્ષને અનુસરીને, IVD (મેમ્બ્રેન એક્શન પોટેન્શિયલ) ની ઘટના માટે ઉચ્ચ થ્રેશોલ્ડ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

ચેતા તંતુના ઉત્તેજના દરમિયાન થતી પટલ પ્રક્રિયાઓનો વિચાર સમજવા અને ઘટનાના આધાર તરીકે કામ કરે છે. આવાસ.ખંજવાળ પ્રવાહના ઉદભવની થોડી સ્ટીપનેસ સાથે પેશીઓના આવાસના આધારે ઉત્તેજના થ્રેશોલ્ડમાં વધારો થાય છે, જે પટલના ધીમા વિધ્રુવીકરણથી આગળ છે. ઉત્તેજના થ્રેશોલ્ડમાં વધારો લગભગ સંપૂર્ણપણે સોડિયમ ચેનલોના નિષ્ક્રિયકરણ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. આવાસના વિકાસમાં પટલની પોટેશિયમ અભેદ્યતામાં વધારો કરવાની ભૂમિકા એ છે કે તે પટલના પ્રતિકારમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે. પ્રતિકારમાં ઘટાડો થવાને કારણે, પટલના વિધ્રુવીકરણનો દર પણ ધીમો બને છે. રહેઠાણનો દર જેટલો ઊંચો છે, વિશ્રામ સંભવિત પર સોડિયમ ચેનલોની સંખ્યા જેટલી વધારે છે તે નિષ્ક્રિય સ્થિતિમાં છે, નિષ્ક્રિયતાના વિકાસનો દર જેટલો ઊંચો છે અને પટલની પોટેશિયમ અભેદ્યતા વધારે છે.

ઉત્તેજના વહન

ટેક્સ્ટ_ફિલ્ડ્સ

ટેક્સ્ટ_ફિલ્ડ્સ

તીર_ઉપર તરફ

ચેતા તંતુ સાથે ઉત્તેજનાનું વહન કલાના ઉત્તેજિત અને આરામ વિભાગો વચ્ચેના સ્થાનિક પ્રવાહોને કારણે થાય છે. આ કિસ્સામાં ઘટનાઓનો ક્રમ નીચે મુજબ રજૂ કરવામાં આવ્યો છે.

જ્યારે ચેતા તંતુ પર બિંદુ ઉત્તેજના લાગુ કરવામાં આવે છે, ત્યારે કલાના અનુરૂપ વિભાગમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન ઉદભવે છે. આપેલ બિંદુ પર પટલની અંદરની બાજુ બાજુની, આરામની બાજુના સંદર્ભમાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરવામાં આવે છે. વિવિધ સંભવિતતા ધરાવતા ફાઇબરના બિંદુઓ વચ્ચે, એક પ્રવાહ ઊભો થાય છે (સ્થાનિક વર્તમાન),ઉત્તેજિત (પટલની અંદરની બાજુએ ચિહ્ન (+)) થી ઉત્તેજિત (પટલની અંદરની બાજુએ ચિહ્ન (-)) ફાઇબર વિભાગ તરફ નિર્દેશિત. આ પ્રવાહની વિશ્રામી વિસ્તારના ફાઇબર પટલ પર વિધ્રુવીકરણની અસર પડે છે અને જ્યારે આ વિસ્તારમાં પટલના વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તરે પહોંચી જાય છે, ત્યારે MPD (મેમ્બ્રેન એક્શન પોટેન્શિયલ) થાય છે. આ પ્રક્રિયા સતત ચેતા તંતુના તમામ ભાગોમાં ફેલાય છે.

કેટલાક કોષોમાં (ચેતાકોષો, સરળ સ્નાયુઓ), IVD સોડિયમ પ્રકૃતિનું નથી, પરંતુ વોલ્ટેજ-આધારિત કેલ્શિયમ ચેનલો દ્વારા Ca 2+ આયનોના પ્રવેશને કારણે છે. કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સમાં, IVD જનરેશન આવનારા સોડિયમ અને સોડિયમ-કેલ્શિયમ પ્રવાહો સાથે સંકળાયેલું છે.