સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન એ મિલકતની રચનાની પદ્ધતિ છે. સક્રિય સંભવિતતા, તેના તબક્કાઓ

આપણા શરીરના અવયવો અને પેશીઓનું કાર્ય ઘણા પરિબળો પર આધારિત છે. કેટલાક કોષો (કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સ અને ચેતા) ખાસ કોષના ઘટકો અથવા ગાંઠોમાં પેદા થતા ચેતા આવેગના પ્રસારણ પર આધાર રાખે છે. તે ચોક્કસ ઉત્તેજના તરંગની રચના પર આધારિત છે જેને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન કહેવાય છે.

તે શુ છે?

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનને સામાન્ય રીતે ઉત્તેજના તરંગ કહેવામાં આવે છે જે કોષથી બીજા કોષમાં જાય છે. તેની રચના અને પસાર થવાને કારણે, તેમના ચાર્જમાં ટૂંકા ગાળાના ફેરફાર થાય છે (સામાન્ય રીતે, પટલની અંદરની બાજુ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, અને બહારની બાજુ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે). ઉત્પાદિત તરંગ કોષની આયન ચેનલોના ગુણધર્મોમાં ફેરફારને પ્રોત્સાહન આપે છે, જે પટલના રિચાર્જિંગ તરફ દોરી જાય છે. આ ક્ષણે જ્યારે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન કલામાંથી પસાર થાય છે, ત્યારે તેના ચાર્જમાં ટૂંકા ગાળાનો ફેરફાર થાય છે, જે કોષના ગુણધર્મોમાં ફેરફાર તરફ દોરી જાય છે.

આ તરંગની રચના કાર્ડિયાક વહન પ્રણાલીની કામગીરીને અંતર્ગત કરે છે.

જ્યારે તેની રચના વિક્ષેપિત થાય છે, ત્યારે ઘણા રોગો વિકસે છે, જે ડાયગ્નોસ્ટિક અને સારવારના પગલાંના સંકુલમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના નિર્ધારણને જરૂરી બનાવે છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન કેવી રીતે બને છે અને તેની વિશેષતા શું છે?

અભ્યાસનો ઇતિહાસ

કોષો અને તંતુઓમાં ઉત્તેજનાની ઘટનાનો અભ્યાસ ખૂબ લાંબા સમય પહેલા શરૂ થયો હતો. તેની ઘટના સૌપ્રથમ જીવવિજ્ઞાનીઓ દ્વારા નોંધવામાં આવી હતી જેમણે દેડકાના ખુલ્લા ટિબિયલ ચેતા પર વિવિધ ઉત્તેજનાની અસરોનો અભ્યાસ કર્યો હતો. તેઓએ જોયું કે જ્યારે ટેબલ સોલ્ટના એકાગ્ર દ્રાવણના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે સ્નાયુ સંકોચન જોવા મળે છે.

ત્યારબાદ, ન્યુરોલોજીસ્ટ દ્વારા સંશોધન ચાલુ રાખવામાં આવ્યું હતું, પરંતુ ભૌતિકશાસ્ત્ર પછીનું મુખ્ય વિજ્ઞાન જે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો અભ્યાસ કરે છે તે ફિઝિયોલોજી છે. તે ફિઝિયોલોજિસ્ટ્સ હતા જેમણે હૃદયના કોષો અને ચેતાઓમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની હાજરી સાબિત કરી હતી.

જેમ જેમ આપણે પોટેન્શિયલ્સના અભ્યાસમાં ઊંડા ઉતર્યા તેમ તેમ, વિશ્રામી સંભવિતતાની હાજરી પણ સાબિત થઈ.

19મી સદીની શરૂઆતથી, પદ્ધતિઓ બનાવવાનું શરૂ થયું જેણે આ સંભવિતતાઓની હાજરીને રેકોર્ડ કરવાનું અને તેમની તીવ્રતાને માપવાનું શક્ય બનાવ્યું. હાલમાં, રેકોર્ડિંગ અને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો અભ્યાસ બે ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટલ અભ્યાસોમાં હાથ ધરવામાં આવે છે - ઇલેક્ટ્રોકાર્ડિયોગ્રામ અને ઇલેક્ટ્રોએન્સફાલોગ્રામ.

સક્રિય સંભવિત મિકેનિઝમ

સોડિયમ અને પોટેશિયમ આયનોની અંતઃકોશિક સાંદ્રતામાં ફેરફારને કારણે ઉત્તેજનાનું નિર્માણ થાય છે. સામાન્ય રીતે, કોષમાં સોડિયમ કરતાં વધુ પોટેશિયમ હોય છે. સોડિયમ આયનોની બાહ્યકોષીય સાંદ્રતા સાયટોપ્લાઝમ કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધારે છે. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનને કારણે થતા ફેરફારો પટલ પરના ચાર્જમાં ફેરફારમાં ફાળો આપે છે, પરિણામે કોષમાં સોડિયમ આયનોનો પ્રવાહ થાય છે. આને કારણે, બહારના ચાર્જ બદલાય છે અને અંદરનો ચાર્જ સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, જ્યારે બાહ્ય વાતાવરણ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે.

આ કોષ દ્વારા તરંગના માર્ગને સરળ બનાવવા માટે કરવામાં આવે છે.

ચેતોપાગમ દ્વારા તરંગ પ્રસારિત થયા પછી, કોષમાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ ક્લોરિન આયનોના પ્રવાહને કારણે ચાર્જ પુનઃસ્થાપિત થાય છે. કોષની બહાર અને અંદરના મૂળ ચાર્જ સ્તરો પુનઃસ્થાપિત થાય છે, જે વિશ્રામી સંભવિતની રચના તરફ દોરી જાય છે.

આરામ અને ઉત્તેજનાનો સમયગાળો વૈકલ્પિક. પેથોલોજીકલ કોષમાં, બધું અલગ રીતે થઈ શકે છે, અને ત્યાં PD ની રચના સહેજ અલગ કાયદાઓનું પાલન કરશે.

પીડી તબક્કાઓ

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના અભ્યાસક્રમને કેટલાક તબક્કામાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

પ્રથમ તબક્કો રચના પહેલા થાય છે (એક પસાર થતો સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન કલાના ધીમા સ્રાવને ઉત્તેજિત કરે છે, જે મહત્તમ સ્તર સુધી પહોંચે છે, સામાન્ય રીતે લગભગ -90 mEV). આ તબક્કાને પ્રી-સ્પાઇક કહેવામાં આવે છે. તે કોષમાં સોડિયમ આયનોના પ્રવેશને કારણે હાથ ધરવામાં આવે છે.

આગળનો તબક્કો, પીક પોટેન્શિયલ (અથવા સ્પાઇક), તીવ્ર કોણ સાથે પેરાબોલા બનાવે છે, જ્યાં સંભવિતનો ચડતો ભાગ એટલે પટલનું વિધ્રુવીકરણ (ઝડપી) અને ઉતરતા ભાગનો અર્થ પુનઃધ્રુવીકરણ થાય છે.

ત્રીજો તબક્કો - નકારાત્મક ટ્રેસ સંભવિત - ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ (વિધ્રુવીકરણના શિખરથી વિશ્રામી સ્થિતિમાં સંક્રમણ) દર્શાવે છે. કોષમાં ક્લોરિન આયનોના પ્રવેશને કારણે થાય છે.

ચોથા તબક્કે, સકારાત્મક ટ્રેસ સંભવિત તબક્કો, પટલ ચાર્જ સ્તર મૂળ સ્તર પર પાછા ફરે છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનને કારણે થતા આ તબક્કાઓ એક પછી એક ચુસ્તપણે અનુસરે છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના કાર્યો

નિઃશંકપણે, ચોક્કસ કોષોની કામગીરીમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો વિકાસ મહત્વપૂર્ણ છે. હૃદયના કામમાં, ઉત્તેજના મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. તેના વિના, હૃદય ફક્ત એક નિષ્ક્રિય અંગ હશે, પરંતુ હૃદયના તમામ કોષો દ્વારા તરંગના પ્રસારને કારણે, તે સંકુચિત થાય છે, જે વેસ્ક્યુલર બેડ દ્વારા લોહીને ધકેલવામાં મદદ કરે છે, તેની સાથે તમામ પેશીઓ અને અવયવોને સમૃદ્ધ બનાવે છે.

તે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન વિના તેનું કાર્ય સામાન્ય રીતે કરી શકતું નથી. અંગો એક અથવા અન્ય કાર્ય કરવા માટે સંકેતો પ્રાપ્ત કરી શકતા નથી, પરિણામે તેઓ ફક્ત નકામું હશે. વધુમાં, ચેતા તંતુઓમાં ચેતા આવેગના પ્રસારણમાં સુધારણા (મેલિન અને રેનવિઅરના ગાંઠોનો દેખાવ) એ સેકંડની બાબતમાં સિગ્નલ પ્રસારિત કરવાનું શક્ય બનાવ્યું, જે રીફ્લેક્સ અને સભાન હલનચલનના વિકાસ તરફ દોરી ગયું.

આ અંગ પ્રણાલીઓ ઉપરાંત, સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન અન્ય ઘણા કોષોમાં પણ રચાય છે, પરંતુ તેમાં તે માત્ર તેના ચોક્કસ કાર્યો કરતા કોષમાં જ ભૂમિકા ભજવે છે.

હૃદયમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની ઘટના

મુખ્ય અંગ જેનું કાર્ય સક્રિય સંભવિત રચનાના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે તે હૃદય છે. આવેગ જનરેશન નોડ્સના અસ્તિત્વને કારણે, આ અંગનું કાર્ય હાથ ધરવામાં આવે છે, જેનું કાર્ય પેશીઓ અને અવયવોને રક્ત પહોંચાડવાનું છે.

હૃદયમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનું નિર્માણ સાઇનસ નોડમાં થાય છે. તે જમણા કર્ણકમાં વેના કાવાના સંગમ પર સ્થિત છે. ત્યાંથી, આવેગ હૃદયની વહન પ્રણાલીના તંતુઓ સાથે ફેલાય છે - નોડથી એટ્રિઓવેન્ટ્રિક્યુલર જોડાણ સુધી. તેના પગ સાથે, વધુ ચોક્કસ રીતે પસાર થતાં, આવેગ જમણી અને ડાબી વેન્ટ્રિકલ્સમાં પસાર થાય છે. તેમની જાડાઈમાં નાના વહન માર્ગો છે - પુરકિંજ રેસા, જેના દ્વારા ઉત્તેજના દરેક હૃદય કોષ સુધી પહોંચે છે.

કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સની સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન સંયુક્ત છે, એટલે કે. કાર્ડિયાક પેશીના તમામ કોષોના સંકોચન પર આધાર રાખે છે. બ્લોકની હાજરીમાં (હાર્ટ એટેક પછીના ડાઘ), સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની રચનામાં વિક્ષેપ આવે છે, જે ઇલેક્ટ્રોકાર્ડિયોગ્રામ પર રેકોર્ડ કરવામાં આવે છે.

નર્વસ સિસ્ટમ

ચેતાકોષોમાં એપી કેવી રીતે રચાય છે - ચેતાતંત્રના કોષો? અહીં બધું થોડું સરળ કરવામાં આવે છે.

બાહ્ય આવેગ ચેતા કોષોની પ્રક્રિયાઓ દ્વારા જોવામાં આવે છે - ડેંડ્રાઇટ્સ, બંને ત્વચા અને અન્ય તમામ પેશીઓમાં સ્થિત રીસેપ્ટર્સ સાથે સંકળાયેલા છે (વિશ્રામ સંભવિત અને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન પણ એકબીજાને બદલે છે). બળતરા તેમનામાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની રચનાને ઉશ્કેરે છે, જે પછી આવેગ ચેતા કોષના શરીરમાંથી તેની લાંબી પ્રક્રિયા - ચેતાક્ષ અને તેમાંથી સિનેપ્સ દ્વારા - અન્ય કોષોમાં જાય છે. આમ, ઉત્તેજનાનું તરંગ મગજ સુધી પહોંચે છે.

નર્વસ સિસ્ટમની વિશેષતા એ બે પ્રકારના તંતુઓની હાજરી છે - માયલિનથી ઢંકાયેલું અને તેના વિના. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો ઉદભવ અને તે તંતુઓમાં જ્યાં માયલિન હોય છે ત્યાં તેનું પ્રસારણ ડિમાયલિનેટેડ તંતુઓની તુલનામાં ખૂબ ઝડપથી થાય છે.

આ ઘટના એ હકીકતને કારણે જોવા મળે છે કે માયેલીનેટેડ ફાઇબર સાથે એપીનો પ્રચાર "જમ્પિંગ" ને કારણે થાય છે - આવેગ માયલિનના વિભાગો પર કૂદકા કરે છે, જે પરિણામે તેનો માર્ગ ઘટાડે છે અને તે મુજબ, પ્રચારને વેગ આપે છે.

આરામની સંભાવના

વિશ્રામી સંભવિત વિકાસ વિના કોઈ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન રહેશે નહીં. વિશ્રામી સંભવિતને કોષની સામાન્ય, ઉત્તેજિત સ્થિતિ તરીકે સમજવામાં આવે છે, જેમાં તેની પટલની અંદર અને બહારના ચાર્જ નોંધપાત્ર રીતે અલગ હોય છે (એટલે ​​કે, પટલની બહારનો ભાગ સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે, અને અંદરનો ભાગ નકારાત્મક છે). વિશ્રામી સંભવિત કોષની અંદર અને બહારના શુલ્ક વચ્ચેનો તફાવત દર્શાવે છે. સામાન્ય રીતે તે -50 અને -110 mEv ની વચ્ચે હોય છે. ચેતા તંતુઓમાં આ મૂલ્ય સામાન્ય રીતે -70 mEv હોય છે.

તે કોષમાં ક્લોરિન આયનોના સ્થળાંતર અને પટલની અંદરની બાજુએ નકારાત્મક ચાર્જની રચનાને કારણે થાય છે.

જ્યારે અંતઃકોશિક આયનોની સાંદ્રતામાં ફેરફાર થાય છે (ઉપર જણાવ્યા મુજબ), PP PD ને બદલે છે.

સામાન્ય રીતે, શરીરના તમામ કોષો ઉત્તેજિત સ્થિતિમાં હોય છે, તેથી સંભવિતતામાં ફેરફારને શારીરિક રીતે જરૂરી પ્રક્રિયા ગણી શકાય, કારણ કે તેમના વિના કાર્ડિયોવેસ્ક્યુલર અને નર્વસ સિસ્ટમ તેમની પ્રવૃત્તિઓ હાથ ધરી શકતી નથી.

આરામ અને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના અભ્યાસનું મહત્વ

વિશ્રામી સંભવિત અને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન શરીરની સ્થિતિ તેમજ વ્યક્તિગત અંગો નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

હૃદયમાંથી સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનને રેકોર્ડ કરવું (ઇલેક્ટ્રોકાર્ડિયોગ્રાફી) આપણને તેની સ્થિતિ તેમજ તેના તમામ ભાગોની કાર્યાત્મક ક્ષમતા નક્કી કરવા દે છે. જો તમે સામાન્ય ECG નો અભ્યાસ કરો છો, તો તમે જોશો કે તેના પરના તમામ તરંગો સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન અને અનુગામી વિશ્રામી સંભવિતતાનું અભિવ્યક્તિ છે. વેન્ટ્રિકલ્સ - આર વેવ).

ઇલેક્ટ્રોએન્સફાલોગ્રામ માટે, વિવિધ તરંગો અને લયનો દેખાવ (ખાસ કરીને, તંદુરસ્ત વ્યક્તિમાં આલ્ફા અને બીટા તરંગો) પણ મગજના ચેતાકોષોમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના ઉદભવને કારણે છે.

આ અભ્યાસો ચોક્કસ પેથોલોજીકલ પ્રક્રિયાના વિકાસને સમયસર ઓળખવા અને મૂળ રોગની સફળ સારવારના લગભગ 50 ટકા સુધી નક્કી કરવાનું શક્ય બનાવે છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન એ મેમ્બ્રેન સંભવિતમાં ઝડપી ફેરફાર છે જે ત્યારે થાય છે જ્યારે ચેતા, સ્નાયુ અને કેટલાક ગ્રંથિ કોષો ઉત્તેજિત થાય છે. તેની ઘટના પટલની આયનીય અભેદ્યતામાં ફેરફાર પર આધારિત છે. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના વિકાસમાં સતત ચાર સમયગાળા છે: 1) સ્થાનિક પ્રતિભાવ; 2) વિધ્રુવીકરણ; 3) પુનઃધ્રુવીકરણ અને 4) ટ્રેસ પોટેન્શિયલ (ફિગ. 2.11).

સ્થાનિક પ્રતિભાવકોષ પટલની સોડિયમ અભેદ્યતામાં વધારો થવાના પરિણામે સક્રિય સ્થાનિક વિધ્રુવીકરણ છે. મેમ્બ્રેન સંભવિતમાં ઘટાડો કહેવામાં આવે છે વિધ્રુવીકરણજો કે, સબથ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજના સાથે, સોડિયમની અભેદ્યતામાં પ્રારંભિક વધારો એટલો મોટો નથી કે તે પટલના ઝડપી વિધ્રુવીકરણનું કારણ બની શકે. સ્થાનિક પ્રતિભાવ માત્ર સબથ્રેશોલ્ડ પર જ નહીં, પણ સુપ્રાથ્રેશોલ્ડ પર પણ જોવા મળે છે

ચોખા. 2.11.

1 - સ્થાનિક પ્રતિભાવ; 2 - વિધ્રુવીકરણ તબક્કો; 3 - પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કો; 4 - નકારાત્મક ટ્રેસ સંભવિત; 5 - હકારાત્મક (હાયપરપોલરાઇઝેશન) ટ્રેસ સંભવિત

ઉત્તેજના અને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો એક ઘટક છે. આમ, સ્થાનિક પ્રતિભાવ એ વિવિધ શક્તિઓના ઉત્તેજન માટે પેશીના પ્રતિભાવનું પ્રારંભિક અને સાર્વત્રિક સ્વરૂપ છે. સ્થાનિક પ્રતિભાવનો જૈવિક અર્થ એ છે કે જો ઉત્તેજના શક્તિમાં ઓછી હોય, તો પછી પેશીઓ ચોક્કસ પ્રવૃત્તિના મિકેનિઝમ્સને ચાલુ કર્યા વિના, ન્યૂનતમ ઊર્જા ખર્ચ સાથે તેના પર પ્રતિક્રિયા આપે છે. તે જ કિસ્સામાં, જ્યારે ઉત્તેજના સુપ્રાથ્રેશોલ્ડ હોય છે, ત્યારે સ્થાનિક પ્રતિભાવ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનમાં ફેરવાય છે. ઉત્તેજનાની શરૂઆતથી વિધ્રુવીકરણ તબક્કાની શરૂઆત સુધીનો સમયગાળો, જ્યારે સ્થાનિક પ્રતિભાવ, વધતી જતી, મેમ્બ્રેન સંભવિતને નિર્ણાયક સ્તર (CLP) સુધી ઘટાડે છે, તેને સુપ્ત અથવા સુપ્ત સમયગાળો કહેવામાં આવે છે, જેનો સમયગાળો શક્તિ પર આધાર રાખે છે. ઉત્તેજના (ફિગ. 2.12).

વિધ્રુવીકરણ તબક્કોપટલની સંભવિતતામાં ઝડપી ઘટાડો અને કલાના રિચાર્જિંગ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે: તેનો આંતરિક ભાગ થોડા સમય માટે હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, અને બાહ્ય ભાગ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. પટલ પરના ચાર્જના ચિહ્નમાં ફેરફાર કહેવામાં આવે છે વિકૃતિ - સંભવિત ઉલટાવી.સ્થાનિક પ્રતિભાવથી વિપરીત, વિધ્રુવીકરણની ઝડપ અને તીવ્રતા ઉત્તેજનાની શક્તિ પર આધારિત નથી. દેડકાના ચેતા તંતુમાં વિધ્રુવીકરણ તબક્કાની અવધિ લગભગ 0.2-0.5 ms છે.

અવધિ પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કાઓ 0.5-0.8 ms છે. પટલના ધ્રુવીકરણના મૂળ મૂલ્યને પુનઃસ્થાપિત કરવું કહેવામાં આવે છે પુનઃધ્રુવીકરણઆ સમય દરમિયાન, પટલ સંભવિત

ચોખા. 2.12. ટૂંકા (A) અને લાંબા ગાળાની (B) ઉત્તેજના સાથે થ્રેશોલ્ડ ઉત્તેજનાના પ્રતિભાવમાં ઉદ્ભવતા સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન, જેના પ્રભાવ હેઠળ A અને B પ્રાપ્ત થાય છે: PP - વિશ્રામી સંભવિત; એકુદ. - પટલના વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર (એ.એલ. કાતાલિમોવ અનુસાર)

cial ધીમે ધીમે પુનઃસ્થાપિત થાય છે અને બાકીની સંભવિતતાના 75-85% સુધી પહોંચે છે. સાહિત્યમાં, બીજા અને ત્રીજા સમયગાળાને ઘણીવાર કહેવામાં આવે છે સક્રિય સંભવિતતાની ટોચ.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની ટોચને પગલે કલા વીજસ્થિતિમાનમાં થતી વધઘટ કહેવામાં આવે છે સંભવિતતા શોધી કાઢો.ટ્રેસ પોટેન્શિયલ્સના બે પ્રકાર છે - ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ અને ટ્રેસ હાઇપરપોલરાઇઝેશન, જે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના ચોથા અને પાંચમા તબક્કાને અનુરૂપ છે. ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ (નકારાત્મક ટ્રેસ સંભવિત) એ પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કાનું ચાલુ છે અને તે વિશ્રામી સંભવિતની ધીમી (પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કાની તુલનામાં) પુનઃસ્થાપન દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશન (પોઝિટિવ ટ્રેસ પોટેન્શિયલ) માં ફેરવાય છે, જે પ્રારંભિક સ્તરની ઉપર મેમ્બ્રેન સંભવિતમાં અસ્થાયી વધારો છે. મેમ્બ્રેન સંભવિતમાં વધારો કહેવામાં આવે છે હાયપરપોલરાઇઝેશનમાયેલીનેટેડ ચેતા તંતુઓમાં, ટ્રેસ પોટેન્શિયલ વધુ જટિલ હોય છે: ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશનમાં ફેરવાઈ શકે છે, પછી ક્યારેક નવું વિધ્રુવીકરણ થાય છે, તે પછી જ વિશ્રામી સંભવિત સંપૂર્ણપણે પુનઃસ્થાપિત થાય છે.

સક્રિય સંભવિત ઘટનાની આયનીય પદ્ધતિ.સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો આધાર કોષ પટલની આયનીય અભેદ્યતામાં થતા ફેરફારો છે જે સમયાંતરે ક્રમશઃ વિકાસ પામે છે.

જ્યારે કોષ બળતરાના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે સોડિયમ ચેનલોના સક્રિયકરણ (ઓપનિંગ) ને કારણે Na + આયન માટે પટલની અભેદ્યતા ઝડપથી વધે છે.

આ કિસ્સામાં, Na + આયનો બહારથી અંતઃકોશિક અવકાશમાં એકાગ્રતા ઢાળ સાથે સઘન રીતે આગળ વધે છે. કોષમાં Na + આયનોનો પ્રવેશ ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક ક્રિયાપ્રતિક્રિયા દ્વારા પણ સરળ છે. પરિણામે, Na + માટે પટલની અભેદ્યતા K + આયનોની અભેદ્યતા કરતાં 20 ગણી વધારે બને છે.

શરૂઆતમાં, વિધ્રુવીકરણ પ્રમાણમાં ધીરે ધીરે થાય છે. જ્યારે કલા વીજસ્થિતિમાનમાં 10-40 એમવીનો ઘટાડો થાય છે, ત્યારે વિધ્રુવીકરણનો દર તીવ્રપણે વધે છે અને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન વળાંક તીવ્રપણે વધે છે. કોષમાં Na + આયનનો પ્રવાહ બહારની તરફના K + આયનોના પ્રવાહ કરતાં વધુ હોવાને કારણે પટલની સંભવિતતાનું સ્તર કે જેના પર કલાના વિધ્રુવીકરણનો દર તીવ્રપણે વધે છે તેને કહેવામાં આવે છે. વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર.

કોષમાં Na + નો પ્રવાહ કોષમાંથી પોટેશિયમ પ્રવાહને ઓળંગવાનું શરૂ કરે છે, વિશ્રામી સંભવિતતામાં ધીમે ધીમે ઘટાડો થાય છે, જે રિવર્ઝન તરફ દોરી જાય છે - મેમ્બ્રેન સંભવિતના સંકેતમાં ફેરફાર. આ કિસ્સામાં, પટલની આંતરિક સપાટી તેની બાહ્ય ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવ સપાટીના સંદર્ભમાં ઇલેક્ટ્રોપોઝિટિવ બને છે. કલા વીજસ્થિતિમાનમાં આ ફેરફારો સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના ચડતા તબક્કા (વિધ્રુવીકરણ તબક્કો) ને અનુરૂપ છે.

પટલને Na + આયનોની અભેદ્યતામાં વધારો માત્ર ખૂબ જ ટૂંકા સમય (0.2-0.5 ms) માટે દર્શાવવામાં આવે છે. આ પછી, Na + આયનો માટે પટલની અભેદ્યતા ફરીથી ઘટે છે, અને K + માટે તે વધે છે. પરિણામે, કોષમાં Na + નો પ્રવાહ ઝડપથી નબળો પડે છે, અને કોષમાંથી K + નો પ્રવાહ વધે છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન દરમિયાન, Na + નો નોંધપાત્ર જથ્થો કોષમાં પ્રવેશે છે, અને K + આયનો કોષમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. સેલ્યુલર આયનીય સંતુલનનું પુનઃસ્થાપન સોડિયમ-પોટેશિયમ પંપના કાર્યને આભારી છે, જેની પ્રવૃત્તિ Na + આયનોની આંતરિક સાંદ્રતામાં વધારો અને K + આયનોની બાહ્ય સાંદ્રતામાં વધારો સાથે વધે છે. આયન પંપની કામગીરી અને Na + અને K + માટે પટલની અભેદ્યતામાં ફેરફાર બદલ આભાર, ઇન્ટ્રા- અને એક્સ્ટ્રા સેલ્યુલર જગ્યામાં તેમની સાંદ્રતા ધીમે ધીમે પુનઃસ્થાપિત થાય છે.

આ પ્રક્રિયાઓનું પરિણામ પટલનું પુનઃધ્રુવીકરણ છે: કોષની આંતરિક સામગ્રી ફરીથી પટલની બાહ્ય સપાટીના સંબંધમાં નકારાત્મક ચાર્જ મેળવે છે.

નકારાત્મક સંભવિતતા શોધોતે સમયગાળા દરમિયાન નોંધવામાં આવે છે જ્યારે NO + ચેનલો નિષ્ક્રિય થાય છે અને કોષમાંથી K + આયનોના પ્રકાશન સાથે સંકળાયેલ પુનઃધ્રુવીકરણ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન શિખરના ઉતરતા ભાગ કરતાં વધુ ધીમેથી થાય છે. બિન-ઉત્તેજિત વિસ્તારના સંબંધમાં ઉત્તેજિત વિસ્તારની બાહ્ય સપાટીની નકારાત્મકતાના લાંબા ગાળાના સંરક્ષણને કહેવામાં આવે છે. ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ.ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણનો અર્થ એ છે કે આ સમયગાળા દરમિયાન ઉત્તેજક રચનાની બાહ્ય સપાટી પર આરામ કરતા ઓછા હકારાત્મક ચાર્જ હોય ​​છે.

સકારાત્મક સંભવિતતા શોધોવિશ્રામી પટલ સંભવિતતાના સમયગાળાને અનુરૂપ છે, એટલે કે. પટલનું હાયપરપોલરાઇઝેશન. ટ્રેસ પોઝિટિવ પોટેન્શિયલ દરમિયાન, કોષની બાહ્ય સપાટી આરામ કરતા વધુ સકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. ટ્રેસ પોઝિટિવ સંભવિતને ઘણીવાર ટ્રેસ કહેવામાં આવે છે હાયપરપોલરાઇઝેશનતે K + આયનો માટે વધેલી અભેદ્યતાના લાંબા ગાળાની જાળવણી દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. પરિણામે, સંતુલન સંભવિત (K + - 90 mV માટે) સમાન પટલ પર સંભવિત સ્થાપિત થાય છે.

ઉત્તેજનાના વિકાસ દરમિયાન ઉત્તેજનામાં ફેરફાર.સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના વિવિધ તબક્કાઓમાં વિવિધ શક્તિઓની ઉત્તેજનાને પ્રભાવિત કરીને, ઉત્તેજના દરમિયાન ઉત્તેજના કેવી રીતે બદલાય છે તે શોધી શકાય છે. ફિગ માં. 2.13" તે સ્પષ્ટ છે કે સ્થાનિક પ્રતિભાવનો સમયગાળો વધેલી ઉત્તેજના દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે (મેમ્બ્રેન સંભવિત વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તર સુધી પહોંચે છે); વિધ્રુવીકરણના તબક્કા દરમિયાન, પટલ ઉત્તેજના ગુમાવે છે (કોષ પ્રત્યાવર્તન બને છે), જે ધીમે ધીમે પુનઃસ્થાપિત થાય છે. પુનઃધ્રુવીકરણ

હાઇલાઇટ કરો સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તન અવધિ, જે ચેતા કોષોમાં લગભગ 1 ms સુધી ચાલે છે અને તેની સંપૂર્ણ અસ્પષ્ટતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તનનો સમયગાળો સોડિયમ ચેનલોની લગભગ સંપૂર્ણ નિષ્ક્રિયતા (અભેદ્યતા) અને પટલના પોટેશિયમ વહનમાં વધારો થવાના પરિણામે થાય છે. બાકીના સમયે પણ, બધી પટલ ચેનલો સક્રિય થતી નથી; તેમાંથી 40% નિષ્ક્રિય સ્થિતિમાં હોય છે. વિધ્રુવીકરણ દરમિયાન, નિષ્ક્રિય ચેનલોની સંખ્યા વધે છે અને સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની ટોચ તમામ સોડિયમ ચેનલોના નિષ્ક્રિયતાને અનુરૂપ છે.

જેમ જેમ પટલ પુનઃધ્રુવીકરણ થાય છે તેમ, સોડિયમ ચેનલો ફરીથી સક્રિય થાય છે. આ સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન સમયગાળો: સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન ત્યારે જ થઈ શકે છે જ્યારે મજબૂત (સુપ્રથ્રેશોલ્ડ) ઉત્તેજનાના સંપર્કમાં આવે.

IN નકારાત્મક ટ્રેસ સંભવિત સમયગાળોસંબંધિત પ્રત્યાવર્તનનો તબક્કો વધેલી (સુપરનોર્મલ) ઉત્તેજનાના તબક્કા દ્વારા બદલવામાં આવે છે. આ સમયગાળા દરમિયાન, પ્રારંભિક મૂલ્યની તુલનામાં ખંજવાળનો થ્રેશોલ્ડ ઓછો થાય છે, કારણ કે પટલ સંભવિત બાકીના કરતાં નિર્ણાયક મૂલ્યની નજીક છે (ફિગ. 2.14).

ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશનનો તબક્કો, કોષમાંથી પોટેશિયમના અવશેષ પ્રકાશનને કારણે, તેનાથી વિપરીત, ઘટાડો દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે.

ચોખા. 2.13.

A - ઉત્તેજના તરંગના ઘટકો: 1 - વિધ્રુવીકરણ; 2 - પુનઃધ્રુવીકરણ; એમપી - પટલ સંભવિત; mV - માઇક્રોવોલ્ટ; MK - વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર: a - થ્રેશોલ્ડ સંભવિતની અવધિ; b - સક્રિય સંભવિત સમયગાળો; c - ટ્રેસ નકારાત્મકતા; r - ટ્રેસ હકારાત્મકતા; બી - ઉત્તેજના તરંગના વિવિધ તબક્કાઓમાં ઉત્તેજનામાં ફેરફાર; EF - આરામ પર ઉત્તેજનાનું સ્તર: a - થ્રેશોલ્ડ સંભવિત સમયગાળા દરમિયાન ઉત્તેજનામાં વધારો; b - સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન (સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તન) ની ઘટના દરમિયાન ઉત્તેજના ઘટીને શૂન્ય થઈ જાય છે; c, - ટ્રેસ નકારાત્મકતા દરમિયાન પ્રારંભિક સ્તરે ઉત્તેજનાનું વળતર (સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન); c 2 - ટ્રેસ નકારાત્મકતાના અંત દરમિયાન ઉત્તેજનામાં વધારો (ઉત્સાહકતા અથવા અસાધારણતા)

ઉત્તેજના મેમ્બ્રેન સંભવિત આરામ કરતાં વધુ હોવાથી, તેને નિર્ણાયક વિધ્રુવીકરણના સ્તરે "શિફ્ટ" કરવા માટે મજબૂત ઉત્તેજના જરૂરી છે.

આમ, ઉત્તેજક પ્રક્રિયાની ગતિશીલતામાં, ઉત્તેજનાના ફેરફારોને પ્રતિસાદ આપવાની સેલની ક્ષમતા, એટલે કે. ઉત્તેજના

ચોખા. 2.14.

પટલ સંભવિત ની તીવ્રતા: E 0 - આરામ પર; - ઉન્નતિના તબક્કામાં; E 2 - હાયપરપોલરાઇઝેશન તબક્કામાં. થ્રેશોલ્ડ સંભવિત મૂલ્ય: e 0 - બાકીના સમયે; e, - ઉન્નતિના તબક્કામાં; e 2 - હાયપરપોલરાઇઝેશન તબક્કામાં

આનું ખૂબ મહત્વ છે કારણ કે સૌથી વધુ ઉત્તેજનાની ક્ષણે (ક્રિયા વીજસ્થિતિમાનની ટોચ) કોષ સંપૂર્ણપણે અક્ષમ્ય બની જાય છે, જે તેને મૃત્યુ અને નુકસાનથી રક્ષણ આપે છે.

• જુઓ: Leontyeva N.N., Marinova K.V. હુકમનામું. ઓપ.
• ત્યાં આગળ.

સક્રિય સંભવિત (AP)કોષની અંદર અને બહાર આયનોની હિલચાલને કારણે પટલ સંભવિતની ઝડપી વધઘટમાં વ્યક્ત થતી ઇલેક્ટ્રોફિઝીયોલોજીકલ પ્રક્રિયા છે અને સક્ષમ ઘટાડા વિના ફેલાય છે(કોઈ એટેન્યુએશન નહીં).પીડી ચેતા કોષો, ચેતા કેન્દ્રો અને કાર્યકારી અંગો વચ્ચે સંકેતોના પ્રસારણની ખાતરી કરે છે; સ્નાયુઓમાં, પીડી ઇલેક્ટ્રોમિકેનિકલ જોડાણની પ્રક્રિયાને સુનિશ્ચિત કરે છે.

એ. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન (AP) ની લાક્ષણિકતાઓ PD ફિગમાં યોજનાકીય રીતે બતાવવામાં આવ્યું છે. 1.3. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની તીવ્રતા 80-130 mV સુધીની છે, ચેતા તંતુની ટોચની સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો સમયગાળો 0.5-1 ms છે, હાડપિંજરના સ્નાયુ તંતુનો - 10 ms સુધી, વિધ્રુવીકરણ ધીમી પડવાને ધ્યાનમાં લેતા તેનો અંત. કાર્ડિયાક સ્નાયુ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની અવધિ, 300-400 ms. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનું કંપનવિસ્તાર ઉત્તેજનાની શક્તિ પર આધારિત નથી - ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં આપેલ કોષ માટે તે હંમેશા મહત્તમ હોય છે: સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન "બધા અથવા કંઈપણ" કાયદાનું પાલન કરે છે, પરંતુ બળ સંબંધોના કાયદાનું પાલન કરતું નથી - બળનો કાયદો. AP કાં તો કોષમાં ખંજવાળ આવે ત્યારે બિલકુલ થતું નથી, જો તે નાનું હોય, અથવા તે થાય છે અને તેના મહત્તમ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે જો બળતરા થ્રેશોલ્ડ અથવા સુપરથ્રેશોલ્ડ હોય.

એ નોંધવું જોઇએ કે નબળા (સબથ્રેશોલ્ડ) ખંજવાળનું કારણ બની શકે છે સ્થાનિક સંભવિત. તે બળના કાયદાનું પાલન કરે છે - ઉત્તેજનાની વધતી જતી શક્તિ સાથે, તેની તીવ્રતા વધે છે.

પીડીમાં ચાર તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે:

1 - વિધ્રુવીકરણ, એટલે કે સેલ ચાર્જનું અદ્રશ્ય થવું - પટલ સંભવિતમાં શૂન્યમાં ઘટાડો;

2 - વ્યુત્ક્રમ, એટલે કે કોષના ચાર્જમાં વિપરિત ફેરફાર, જ્યારે કોષ પટલની અંદરની બાજુ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, અને બાહ્ય - નકારાત્મક રીતે (lat. shuegzu - ટર્નિંગ ઓવર);

3 - પુનઃધ્રુવીકરણ, એટલે કે કોષના મૂળ ચાર્જને પુનઃસ્થાપિત કરવું, જ્યારે કોષ પટલની આંતરિક સપાટી ફરીથી નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે, અને બાહ્ય સપાટી હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે;

4 - ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશન.

બી. PD ની ઘટનાની પદ્ધતિ. જો કોષ પટલ પર ઉત્તેજનાની ક્રિયા એપીના વિકાસની શરૂઆત તરફ દોરી જાય છે, તો એપીના વિકાસની પ્રક્રિયા પોતે કોષ પટલની અભેદ્યતામાં તબક્કાવાર ફેરફારોનું કારણ બને છે, જે કોષમાં Na+ ની ઝડપી હિલચાલને સુનિશ્ચિત કરે છે, અને કોષની બહાર K+. પીડીની ઘટનાનો આ સૌથી સામાન્ય પ્રકાર છે. આ કિસ્સામાં, મેમ્બ્રેન સંભવિતનું મૂલ્ય પ્રથમ ઘટે છે અને પછી ફરીથી તેના મૂળ સ્તરે પુનઃસ્થાપિત થાય છે.

ઓસિલોસ્કોપ સ્ક્રીન પર, મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલમાં ચિહ્નિત ફેરફારો પીક પોટેન્શિયલ - પીડીના સ્વરૂપમાં દેખાય છે. તે કોષની અંદર અને બહાર આયન પંપ દ્વારા સંચિત અને જાળવવામાં આવેલા આયન સાંદ્રતા ગ્રેડિએન્ટ્સના પરિણામે ઉદભવે છે, એટલે કે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ આયન ગ્રેડિએન્ટ્સના સ્વરૂપમાં સંભવિત ઊર્જાને કારણે. જો તમે ઉર્જા ઉત્પાદનની પ્રક્રિયાને અવરોધિત કરો છો, તો સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન ચોક્કસ સમયગાળા માટે થશે. પરંતુ આયન સાંદ્રતાના ઢાળ (સંભવિત ઉર્જાને નાબૂદ) ના અદ્રશ્ય થઈ ગયા પછી, કોષ એપી ઉત્પન્ન કરશે નહીં. ચાલો PD ના તબક્કાઓ ધ્યાનમાં લઈએ.

1. વિધ્રુવીકરણ તબક્કો(ફિગ 1.3 - 1 જુઓ). જ્યારે વિધ્રુવીકરણ ઉત્તેજના કોષ (મધ્યસ્થી, વિદ્યુત પ્રવાહ) પર કાર્ય કરે છે, ત્યારે કોષ પટલનું પ્રારંભિક આંશિક વિધ્રુવીકરણ આયનોમાં તેની અભેદ્યતાને બદલ્યા વિના થાય છે. જ્યારે વિધ્રુવીકરણ થ્રેશોલ્ડ મૂલ્યના આશરે 50% (થ્રેશોલ્ડ સંભવિતતાના 50%) સુધી પહોંચે છે, ત્યારે Na + માં કોષ પટલની અભેદ્યતા વધવા લાગે છે, અને પ્રથમ ક્ષણે તે પ્રમાણમાં ધીમી હોય છે.

સ્વાભાવિક રીતે, કોષમાં Na+ પ્રવેશનો દર ઓછો છે. આ સમયગાળા દરમિયાન, જેમ કે સમગ્ર પ્રથમ તબક્કા દરમિયાન (વિધ્રુવીકરણ), ચાલક બળ કોષમાં Hch!a + ના પ્રવેશની ખાતરી કરવી એ એકાગ્રતા અને વિદ્યુત ઘટકો છે. ચાલો યાદ રાખીએ કે કોષની અંદરનો ભાગ નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે (વિરોધી ચાર્જ એકબીજાને આકર્ષે છે), અને કોષની બહાર Na + ની સાંદ્રતા કોષની અંદર કરતા 10-12 ગણી વધારે છે.

શરત, કોષમાં Na + ના પ્રવેશને સુનિશ્ચિત કરવું એ કોષ પટલની અભેદ્યતામાં વધારો છે, જે Na ચેનલોની ગેટ મિકેનિઝમની સ્થિતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે (કેટલાક કોષોમાં, ઉદાહરણ તરીકે, કાર્ડિયોમાયોસાઇટ્સમાં, સરળ સ્નાયુ તંતુઓમાં, અને AP ની ઘટનામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવવામાં આવે છે અને Ca 2+ ગેટેડ ચેનલો).

જ્યારે કોષનું વિધ્રુવીકરણ નિર્ણાયક મૂલ્ય (E, વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર - CLD) સુધી પહોંચે છે, જે સામાન્ય રીતે 50 mV હોય છે (અન્ય મૂલ્યો શક્ય છે), Na* માટે પટલની અભેદ્યતા ઝડપથી વધે છે - મોટી સંખ્યામાં વોલ્ટેજ આધારિત Na ચેનલોના દરવાજા ખુલે છે - અને Na + હિમપ્રપાતમાં આગળ ધસી આવે છે - પાંજરામાં પ્રવેશ કરે છે.

કોષમાં Na + ના તીવ્ર પ્રવાહના પરિણામે, વિધ્રુવીકરણ પ્રક્રિયા ખૂબ જ ઝડપથી થાય છે. કોષ પટલના વિકાસશીલ વિધ્રુવીકરણનું કારણ બને છે વધારાનુ તેની અભેદ્યતામાં વધારો અને, કુદરતી રીતે, Na+ વાહકતા - Na-ચેનલોના વધુને વધુ દરવાજા ખુલે છે, જે કોષમાં Na+ પ્રવાહને તેનું પાત્ર આપે છે. પુનર્જીવિત પ્રક્રિયા. પરિણામે, પીપી અદૃશ્ય થઈ જાય છે અને શૂન્યની બરાબર બને છે. વિધ્રુવીકરણનો તબક્કો અહીં સમાપ્ત થાય છે.

2. વ્યુત્ક્રમ તબક્કો. PP ના અદ્રશ્ય થયા પછી, કોષમાં Na+ નો પ્રવેશ ચાલુ રહે છે, તેથી કોષમાં હકારાત્મક આયનોની સંખ્યા નકારાત્મક આયનોની સંખ્યા કરતાં વધી જાય છે, કોષની અંદરનો ચાર્જ સકારાત્મક બને છે, અને બહાર - નકારાત્મક. મેમ્બ્રેન રિચાર્જિંગની પ્રક્રિયા સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના બીજા તબક્કાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે - વ્યુત્ક્રમ તબક્કો (ફિગ. 1.3 - 2).

હવે વિદ્યુત ઢાળ Na+ ને કોષમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે (ધન ચાર્જ એકબીજાને ભગાડે છે), Na-વાહકતા ઘટે છે. જો કે, ચોક્કસ સમયગાળા માટે (મિલિસેકન્ડના અપૂર્ણાંક) N+ કોષમાં પ્રવેશવાનું ચાલુ રાખે છે - આ AP માં સતત વધારો દ્વારા પુરાવા મળે છે. આનો અર્થ એ છે કે કોષમાં Na+ ની હિલચાલને સુનિશ્ચિત કરતી સાંદ્રતા ઢાળ એ વિદ્યુત ઢાળ કરતાં વધુ મજબૂત છે જે Na+ ને સેલમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે.

પટલના વિધ્રુવીકરણ દરમિયાન, Ca 2+ માટે તેની અભેદ્યતા પણ વધે છે, પરંતુ ચેતા તંતુઓ, ચેતાકોષો અને હાડપિંજરના સ્નાયુ કોષોમાં AP ના વિકાસમાં Ca 2+ ની ભૂમિકા નાની છે. સરળ સ્નાયુ અને મ્યોકાર્ડિયલ કોષોમાં, તેની ભૂમિકા નોંધપાત્ર છે. આમ, મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં AP શિખરનો સમગ્ર ચડતો ભાગ મુખ્યત્વે કોષમાં N + ના પ્રવેશ દ્વારા પ્રદાન કરવામાં આવે છે.

લગભગ 0.5-1 ms અથવા વધુ વિધ્રુવીકરણની શરૂઆત પછી (આ સમય કોષના પ્રકાર પર આધાર રાખે છે), સોડિયમ ચેનલોના દરવાજા બંધ થવાથી અને K ચેનલોના દરવાજા ખોલવાને કારણે AP ની વૃદ્ધિ અટકી જાય છે, એટલે કે, K+ માટે અભેદ્યતામાં વધારો અને કોષમાંથી બહાર નીકળવામાં તીવ્ર વધારો (જુઓ. ફિગ. 1.3 - 2). AP શિખરનો વિકાસ વિદ્યુત ઢાળ Na+ (આ ક્ષણે અંદરનો કોષ હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલ છે) દ્વારા તેમજ લિકેજ ચેનલો દ્વારા કોષમાંથી K+ ના પ્રકાશન દ્વારા પણ અટકાવવામાં આવે છે.

K+ મુખ્યત્વે કોષની અંદર સ્થિત હોવાથી, તે, એકાગ્રતા ઢાળ અનુસાર, K+ ચેનલ ગેટ ખુલ્યા પછી ઝડપથી કોષમાંથી બહાર નીકળી જાય છે, જેના પરિણામે કોષમાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા આયનોની સંખ્યામાં ઘટાડો થાય છે. સેલનો ચાર્જ ફરીથી ઓછો થવા લાગે છે. વ્યુત્ક્રમ તબક્કા દરમિયાન, કોષમાંથી K+ નું પ્રકાશન પણ વિદ્યુત ઢાળ દ્વારા કરવામાં આવે છે. K+ સકારાત્મક ચાર્જ દ્વારા કોષની બહાર ધકેલવામાં આવે છે અને કોષની બહારથી નકારાત્મક ચાર્જ દ્વારા આકર્ષાય છે.

કોષની અંદરનો સકારાત્મક ચાર્જ સંપૂર્ણપણે અદૃશ્ય થઈ જાય ત્યાં સુધી આ ચાલુ રહે છે (વ્યુત્ક્રમ તબક્કાના અંત સુધી - ફિગ. 1.3-2, ડોટેડ લાઇન), જ્યારે આગામી AP તબક્કો શરૂ થાય છે - પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કો. પોટેશિયમ કોષમાંથી માત્ર નિયંત્રિત ચેનલો દ્વારા જ નહીં, જેના દરવાજા ખુલ્લા હોય છે, પણ અનિયંત્રિત ચેનલો - લિકેજ ચેનલો દ્વારા પણ બહાર નીકળે છે, જે એપીના ચડતા ભાગની પ્રગતિને કંઈક અંશે ધીમું કરે છે અને એપીના ઉતરતા ઘટકની પ્રગતિને વેગ આપે છે. .

આમ, વિશ્રામી કલા વીજસ્થિતિમાનમાં ફેરફાર આયન ચેનલોના વિદ્યુત રીતે નિયંત્રિત દરવાજાઓના ક્રમિક ઉદઘાટન અને બંધ તરફ દોરી જાય છે અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગ્રેડિયન્ટ અનુસાર આયનોની હિલચાલ - એપીનો ઉદભવ. તમામ તબક્કાઓ પુનર્જીવિત છે - તે માત્ર વિધ્રુવીકરણના નિર્ણાયક સ્તરને પ્રાપ્ત કરવા માટે જરૂરી છે, પછી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ગ્રેડિએન્ટ્સના સ્વરૂપમાં કોષની સંભવિત ઊર્જાને કારણે એપી વિકસે છે, એટલે કે, ગૌણ સક્રિય.

AP કંપનવિસ્તારમાં PP મૂલ્ય (વિશ્રામ કોષની પટલ સંભવિત) અને વ્યુત્ક્રમ તબક્કા મૂલ્યનો સમાવેશ થાય છે, જે વિવિધ કોષો માટે 10-50 mV છે.જો વિશ્રામી કોષની મેમ્બ્રેન સંભવિત નાની હોય, તો આ કોષનું AP કંપનવિસ્તાર નાનું હોય છે.

3. પુનઃધ્રુવીકરણ તબક્કો(ફિગ. 1.3-3) એ હકીકતને કારણે છે કે K + માટે કોષ પટલની અભેદ્યતા હજુ પણ ઊંચી છે (પોટેશિયમ ચેનલના દરવાજા ખુલ્લા છે), કે + એકાગ્રતા ઢાળ અનુસાર ઝડપથી કોષ છોડવાનું ચાલુ રાખે છે. કોષની અંદર હવે ફરીથી નકારાત્મક ચાર્જ હોવાથી અને બહાર સકારાત્મક ચાર્જ (જુઓ. આકૃતિ 1.3 - 3), વિદ્યુત ઢાળ K+ ને સેલ છોડતા અટકાવે છે, જે તેની વાહકતા ઘટાડે છે, જો કે તે છોડવાનું ચાલુ રાખે છે.

આ હકીકત દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે કે એકાગ્રતા ઢાળની અસર વિદ્યુત ઢાળ કરતાં ઘણી મજબૂત છે. AP શિખરનો સંપૂર્ણ ઉતરતો ભાગ કોષમાંથી K+ ના પ્રકાશનને કારણે છે. ઘણીવાર, એપીના અંતમાં, પુનઃધ્રુવીકરણમાં મંદી જોવા મળે છે, જે K+ માં કોષ પટલની અભેદ્યતામાં ઘટાડો અને K-ચેનલના આંશિક બંધ થવાને કારણે કોષમાંથી તેના પ્રકાશનમાં મંદી દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. દરવાજો કોષમાંથી K+ પ્રવાહમાં મંદીનું બીજું કારણ કોષની બાહ્ય સપાટીની હકારાત્મક સંભવિતતામાં વધારો અને વિપરીત નિર્દેશિત વિદ્યુત ઢાળની રચના સાથે સંકળાયેલું છે.

આમ, PD ની ઘટનામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે હા + ,જ્યારે કોષ પટલની અભેદ્યતા વધે છે અને એપી શિખરનો સમગ્ર ચડતો ભાગ પૂરો પાડે છે ત્યારે કોષમાં પ્રવેશવું. જ્યારે માધ્યમમાં Ma + ને બીજા આયન સાથે બદલો, ઉદાહરણ તરીકે કોલિન, PD હાડપિંજરના સ્નાયુઓના ચેતા અને સ્નાયુ કોષોમાં થતું નથી. જો કે, K+ માટે પટલની અભેદ્યતા પણ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે. જો ટેટ્રાઇથિલેમોનિયમ દ્વારા K + અભેદ્યતામાં વધારો અટકાવવામાં આવે છે, તો પટલ, તેના વિધ્રુવીકરણ પછી, વધુ ધીમે ધીમે પુનઃધ્રુવીકરણ કરે છે, માત્ર ધીમી અનિયંત્રિત ચેનલો (આયન લીક ચેનલો) જેના દ્વારા K + કોષ છોડશે.

Ca 2+ ની ભૂમિકાહાડપિંજરના સ્નાયુઓના ચેતા અને સ્નાયુ કોષોમાં PD ની ઘટનામાં નજીવી છે. જો કે, Ca 2+ કાર્ડિયાક અને સ્મૂથ સ્નાયુઓની સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની ઘટનામાં, એક ચેતાકોષમાંથી બીજા ચેતાકોષમાં આવેગના પ્રસારણમાં, ચેતા તંતુમાંથી સ્નાયુ તંતુમાં, અને સ્નાયુ સંકોચનની ખાતરી કરવામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.

4. ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશનસેલ મેમ્બ્રેન (ફિગ. 1.3-4) સામાન્ય રીતે કોષ પટલની K+ સુધીની હજુ પણ વધેલી અભેદ્યતાનું પરિણામ છે, તે ચેતાકોષોની લાક્ષણિકતા છે. K ચેનલનો દરવાજો હજુ સુધી સંપૂર્ણપણે બંધ થયો નથી, તેથી K+ એકાગ્રતા ઢાળ અનુસાર કોષને છોડવાનું ચાલુ રાખે છે, જે કોષ પટલના હાયપરપોલરાઇઝેશન તરફ દોરી જાય છે.

ધીરે ધીરે, કોષ પટલની અભેદ્યતા તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછી આવે છે (સોડિયમ અને પોટેશિયમ ગેટ તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે), અને કોષની ઉત્તેજના પહેલાંની મેમ્બ્રેન સંભવિતતા સમાન બની જાય છે. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના તબક્કાઓ માટે Na/K પંપ સીધો જવાબદાર નથી, જો કે તે પીડીના વિકાસ દરમિયાન કામ કરવાનું ચાલુ રાખે છે.

ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણચેતાકોષોની લાક્ષણિકતા, તે હાડપિંજરના સ્નાયુ કોશિકાઓમાં પણ રેકોર્ડ કરી શકાય છે. તેની મિકેનિઝમનો પૂરતો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો નથી. આ Na + માટે કોષ પટલની અભેદ્યતામાં ટૂંકા ગાળાના વધારા અને સાંદ્રતા અને વિદ્યુત ઢાળ અનુસાર કોષમાં તેના પ્રવેશને કારણે હોઈ શકે છે.

IN કોષમાં આયનોનો પુરવઠો, ઉત્તેજના (એપી) ની ઘટનાની ખાતરી કરવી પ્રચંડ છે. એક ઉત્તેજના ચક્રના પરિણામે આયનોની સાંદ્રતાના ઢાળ વ્યવહારીક રીતે બદલાતા નથી. સેલને રિચાર્જ કર્યા વિના 510 5 વખત સુધી ઉત્તેજિત કરી શકાય છે, એટલે કે, Na/K પંપના ઓપરેશન વિના.

ચેતા તંતુ ઉત્પન્ન કરે છે અને કરે છે તે આવેગની સંખ્યા તેની જાડાઈ પર આધારિત છે, જે આયનોનો પુરવઠો નક્કી કરે છે. નર્વ ફાઇબર જેટલું જાડું, આયનોનો પુરવઠો જેટલો વધારે અને No/K પંપની ભાગીદારી વિના તે (કેટલાક સોથી હજાર સુધી) પેદા કરી શકે છે. જો કે, પાતળા સી-ફાઇબર્સમાં, Na + અને K + ના એકાગ્રતા ગ્રેડિએન્ટ્સમાંથી લગભગ 1% એક એપીની ઘટના માટે વપરાય છે.

આમ, જો ઉર્જા ઉત્પાદન અવરોધિત કરવામાં આવે છે, તો આ કિસ્સામાં કોષ ઘણી વખત ફરીથી ઉત્તેજિત થશે. વાસ્તવમાં, Na/K પંપ સતત કોષમાંથી Na+નું પરિવહન કરે છે, અને કોષમાં K+ પરત કરે છે, પરિણામે, Na+ અને K+ ની સાંદ્રતા ઢાળ સતત જળવાઈ રહે છે, જે ઊર્જાના સીધા વપરાશને કારણે પ્રાપ્ત થાય છે. જે એટીપી છે.

સક્રિય સંભવિત (AP)- આ ટૂંકા ગાળાના ઉચ્ચ કંપનવિસ્તાર અને MPS માં ફેરફારો છે જે ઉત્તેજના દરમિયાન થાય છે. પીડીનું મુખ્ય કારણ પટલની આયનોમાં અભેદ્યતામાં ફેરફાર છે.
ચાલો ચેતા તંતુના ઉદાહરણનો ઉપયોગ કરીને એપીના વિકાસને ધ્યાનમાં લઈએ. ફાઇબરમાં એક ઇલેક્ટ્રોડ દાખલ કરીને અથવા તેની સપાટી પર બંને ઇલેક્ટ્રોડ મૂકીને PD રેકોર્ડ કરી શકાય છે. ચાલો અંતઃકોશિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીને AP રચનાની પ્રક્રિયાને શોધીએ.
1. બાકીના સમયે, પટલનું ધ્રુવીકરણ થાય છે અને MVC 90 mV છે.
2. જલદી ઉત્તેજના શરૂ થાય છે, આ સંભવિતની તીવ્રતા ઘટે છે (આ ઘટાડાને વિધ્રુવીકરણ કહેવામાં આવે છે). કેટલાક કિસ્સાઓમાં, પટલની બાજુઓની સંભવિતતા વિપરીત (કહેવાતા ઓવરશૂટ) માં બદલાય છે. આ એપીનો પ્રથમ તબક્કો છે - વિધ્રુવીકરણ.
3. પુનઃધ્રુવીકરણનો તબક્કો, જેમાં સંભવિત તફાવતની તીવ્રતા લગભગ મૂળ સ્તર સુધી ઘટી જાય છે. આ બે તબક્કા પીક પીડીમાં છે.
4. શિખર પછી, ટ્રેસ સંભવિત અવલોકન કરવામાં આવે છે - ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ અને ટ્રેસ હાયપરપોલરાઇઝેશન (હાયપરપોલરાઇઝેશન - પટલની બાજુઓ વચ્ચે સંભવિત તફાવતમાં વધારો). ઉદાહરણ તરીકે, તે 90 mV હતું, પરંતુ તે 100 mV બને છે.
પીડી ખૂબ જ ઝડપથી વિકસે છે - થોડા મિલીસેકંડમાં. PD પરિમાણો: 1) પ્રકૃતિમાં ચલ, કારણ કે વર્તમાન ચળવળની દિશા બદલાય છે, 2) એક મૂલ્ય કે જે ઓવરશૂટ માટે આભાર, MVC કરતાં વધી શકે છે; 3) જે સમય દરમિયાન એપી અને તેના વ્યક્તિગત તબક્કાઓ વિકસિત થાય છે - વિધ્રુવીકરણ, પુનઃધ્રુવીકરણ અને અનુગામી હાયપરપોલરાઇઝેશન.
PD કેવી રીતે બને છે?આરામની સ્થિતિમાં, વોલ્ટેજ-ગેટેડ Na + ચેનલોનો "ગેટ" બંધ છે. વોલ્ટેજ-આધારિત K + ચેનલોના "દરવાજા" પણ બંધ છે.
1. વિધ્રુવીકરણ તબક્કા દરમિયાન, Na + -ચેનલ સક્રિયકરણ થાય છે. આ કિસ્સામાં, પ્રોટીનની રચનાત્મક સ્થિતિ જે "ગેટ" બનાવે છે તે બદલાય છે. આ "દરવાજા" ખુલે છે, અને Na + માં પટલની અભેદ્યતા હજારો વખત વધે છે. Na+ લાવા ચેતા તંતુમાં પ્રવેશ કરે છે. હાલમાં, K+ ચેનલો ખૂબ જ ધીરે ધીરે ખુલે છે. આમ, તેમાંથી K+ દૂર કરવામાં આવે તેના કરતાં નોંધપાત્ર રીતે વધુ Na + ફાઇબરમાં પ્રવેશ કરે છે.
2. પુનઃધ્રુવીકરણ Na + ચેનલોના બંધ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. પટલની આંતરિક સપાટી પરનો "ગેટ" બંધ થાય છે - વિદ્યુત સંભવિતતાના પ્રભાવ હેઠળ ચેનલોની નિષ્ક્રિયતા જોવા મળે છે. નિષ્ક્રિયતા સક્રિયકરણ કરતાં વધુ ધીમેથી થાય છે. હાલમાં, K+ ચેનલોનું સક્રિયકરણ ઝડપી થઈ રહ્યું છે અને K+ નું બાહ્ય પ્રસાર વધી રહ્યું છે.
આમ, વિધ્રુવીકરણ મુખ્યત્વે ફાઇબરમાં Na + ના પ્રવેશ સાથે સંકળાયેલું છે, અને પુનઃધ્રુવીકરણ તેમાંથી K + ના બહાર નીકળવા સાથે સંકળાયેલું છે. PD ના એક વળાંકની પ્રક્રિયા દરમિયાન Na + ના ઇનપુટ અને K + ના આઉટપુટ વચ્ચેનો ગુણોત્તર બદલાય છે: PD ની શરૂઆતમાં, K + કરતા હજાર ગણા વધુ Na + પ્રવેશે છે, અને પછી વધુ K + પ્રાપ્ત થાય છે. Na + દાખલ કરતાં બહાર આવે છે.
ટ્રેસ પોટેન્શિયલનું કારણ આ બે પ્રક્રિયાઓ વચ્ચેના સંબંધમાં વધુ ફેરફારો છે. ટ્રેસ હાઇપરપોલરાઇઝેશન દરમિયાન, ઘણી K+ ચેનલો હજુ પણ ખુલ્લી રહે છે અને K+ બહાર નીકળવાનું ચાલુ રાખે છે.
પીડી પછી આયન ગ્રેડિએન્ટ્સની પુનઃસ્થાપના.સિંગલ એપી ચેતા તંતુમાં અને તેની બહાર આયન સાંદ્રતામાં તફાવત ખૂબ જ ઓછો કરે છે. પરંતુ એવા કિસ્સાઓમાં જ્યાં નોંધપાત્ર સંખ્યામાં કઠોળ પસાર થાય છે, આ તફાવત તદ્દન નોંધપાત્ર હોઈ શકે છે.
આયન ગ્રેડિયન્ટની પુનઃસ્થાપના પછી Na + / K + -HacociB ના વધેલા કાર્યને કારણે થાય છે - આ ગ્રેડિયન્ટ જેટલું વધુ વિક્ષેપિત થાય છે, તેટલું વધુ તીવ્ર પંપ કાર્ય કરે છે. આ ATP ઊર્જા વાપરે છે. તેમાંથી કેટલાક ગરમીના સ્વરૂપમાં મુક્ત થાય છે, તેથી આ કિસ્સાઓમાં ફાઇબરના તાપમાનમાં ટૂંકા ગાળાનો વધારો થાય છે.
પીડીની ઘટના માટે જરૂરી શરતો. PD અમુક પરિસ્થિતિઓમાં જ થાય છે. તંતુઓ પર કાર્ય કરતી બળતરા અલગ હોઈ શકે છે. ડાયરેક્ટ વિદ્યુત પ્રવાહનો મોટાભાગે ઉપયોગ થાય છે. તે સરળતાથી ડોઝ કરવામાં આવે છે, પેશીઓને થોડું નુકસાન પહોંચાડે છે અને જીવંત જીવોમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા બળતરાની નજીક છે.
ડાયરેક્ટ કરંટ કઈ પરિસ્થિતિઓમાં પીડીના દેખાવમાં વધારો કરી શકે છે? વર્તમાન પૂરતો મજબૂત હોવો જોઈએ, ચોક્કસ સમય માટે કાર્ય કરે છે અને તેનો વધારો ઝડપી હોવો જોઈએ. છેલ્લે, વર્તમાનની દિશા (એનોડ અથવા કેથોડની ક્રિયા) પણ મહત્વ ધરાવે છે.
તાકાત પર આધાર રાખીને, ત્યાં સબથ્રેશોલ્ડ (ઉત્તેજના માટે અપર્યાપ્ત), થ્રેશોલ્ડ (પર્યાપ્ત) અને સુપ્રાથ્રેશોલ્ડ (અતિશય) પ્રવાહ છે.
એ હકીકત હોવા છતાં કે સબથ્રેશોલ્ડ પ્રવાહ ઉત્તેજનાનું કારણ નથી, તે હજી પણ પટલને વિધ્રુવીકરણ કરે છે, અને આ વિધ્રુવીકરણ વધારે છે, તેનું વોલ્ટેજ વધારે છે.
આ કિસ્સામાં વિકાસ પામેલા વિધ્રુવીકરણને સ્થાનિક પ્રતિભાવ કહેવાય છે અને તે સ્થાનિક ઉત્તેજનાનો એક પ્રકાર છે. તે એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે તે ફેલાતું નથી, તેની તીવ્રતા બળતરાની શક્તિ પર આધારિત છે (બળ સંબંધોનું શટર: બળતરાની શક્તિ જેટલી વધારે છે, તેટલી વધુ સક્રિય પ્રતિક્રિયા). સ્થાનિક પ્રતિભાવ સાથે, પેશીઓની ઉત્તેજના વધે છે. ઉત્તેજના એ બળતરાને પ્રતિસાદ આપવાની અને ઉત્તેજનાની સ્થિતિમાં જવાની ક્ષમતા છે.
જો ઉત્તેજનાની તાકાત પર્યાપ્ત (થ્રેશોલ્ડ) હોય, તો વિધ્રુવીકરણ ચોક્કસ મૂલ્ય સુધી પહોંચે છે, જેને વિધ્રુવીકરણનું નિર્ણાયક સ્તર (Ek) કહેવાય છે. માયલિનથી ઢંકાયેલ નર્વ ફાઇબર માટે, Ec લગભગ 65 mV છે. આમ, MPS (E0) વચ્ચેનો તફાવત, આ કિસ્સામાં સમાન 90 mV, અને Ek 25 mV છે. આ મૂલ્ય (DE = E0-Ek) પેશીની ઉત્તેજનાની લાક્ષણિકતા માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.
જ્યારે વિધ્રુવીકરણ સાથે E0 વધે છે, ત્યારે ઉત્તેજના વધારે હોય છે અને તેનાથી વિપરીત, હાયપરપોલરાઇઝેશન સાથે E0 માં ઘટાડો તેના ઘટાડા તરફ દોરી જાય છે. જ્યાં માત્ર E0 ના મૂલ્ય પર જ નહીં, પરંતુ વિધ્રુવીકરણ (Ek) ના નિર્ણાયક સ્તર પર પણ આધાર રાખે છે.
ઉત્તેજનાની થ્રેશોલ્ડ તાકાત પર, એપી થાય છે. આ હવે સ્થાનિક ઉત્તેજના નથી, તે લાંબા અંતર સુધી ફેલાવવામાં સક્ષમ છે અને "બધા અથવા કંઈ નહીં" કાયદાને આધીન છે (જેમ ઉત્તેજનાની શક્તિ વધે છે, AP કંપનવિસ્તાર વધતું નથી). પીડીના વિકાસ દરમિયાન ઉત્તેજના ગેરહાજર છે અથવા નોંધપાત્ર રીતે ઓછી છે.
પીડી એ ઉત્તેજનાના સૂચકોમાંનું એક છે - એક સક્રિય શારીરિક પ્રક્રિયા કે જેની સાથે જીવંત કોષો (ચેતા, સ્નાયુ, ગ્રંથિ) બળતરાને પ્રતિભાવ આપે છે. ઉત્તેજના, ચયાપચય અને કોષના તાપમાનમાં ફેરફાર દરમિયાન, સાયટોપ્લાઝમ અને બાહ્ય વાતાવરણ વચ્ચે આયનીય સંતુલન વિક્ષેપિત થાય છે, અને અન્ય ઘણી પ્રક્રિયાઓ થાય છે.
પ્રત્યક્ષ પ્રવાહની શક્તિ ઉપરાંત, પીડીની ઘટના તેની ક્રિયાના સમયગાળા પર પણ આધારિત છે. વર્તમાનની તાકાત અને તેની ક્રિયાની અવધિ વચ્ચે વ્યસ્ત પ્રમાણસર સંબંધ છે. સબથ્રેશોલ્ડ પ્રવાહ, ખૂબ લાંબા એક્સપોઝર સાથે પણ, ઉત્તેજનાનું કારણ બનશે નહીં. અતિશય ટૂંકી ક્રિયા સાથેનો સુપ્રાથ્રેશોલ્ડ પ્રવાહ પણ ઉત્તેજના તરફ દોરી જશે નહીં.
ઉત્તેજના થવા માટે, વર્તમાન વધારાનો ચોક્કસ દર (ઢોળાવ) પણ જરૂરી છે.
જો તમે વર્તમાનને ખૂબ જ ધીમેથી વધારશો, તો Ek બદલાશે અને E0 તેના સ્તર સુધી પહોંચી શકશે નહીં.
વિદ્યુતપ્રવાહની દિશા પણ મહત્વ ધરાવે છે: PD ત્યારે થાય છે જ્યારે કરંટ ત્યારે જ બંધ થાય છે જ્યારે કેથોડને પટલની બાહ્ય સપાટી પર મૂકવામાં આવે છે અને એનોડને કોષ અથવા ફાઇબરમાં મૂકવામાં આવે છે. જ્યારે વર્તમાન પસાર થાય છે, ત્યારે MP બદલાય છે. જો કેથોડ સપાટી પર આવેલું હોય, તો પછી વિધ્રુવીકરણ વિકસે છે (ઉત્તેજના વધે છે), અને જો એનોડ - હાયપરપોલરાઇઝેશન (ઉત્તેજના ઘટે છે). ભૌતિક ઉપચાર પદ્ધતિઓ (ડાયથર્મી, યુએચએફ, હાઇપરહિડ્રોસિસ, વગેરે) ના વિકાસ અને ક્લિનિકલ એપ્લિકેશન માટે જીવંત પદાર્થો પર ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહની ક્રિયા કરવાની પદ્ધતિઓનું જ્ઞાન અત્યંત જરૂરી છે.
પીડી દરમિયાન ઉત્તેજનામાં ફેરફાર. સ્થાનિક પ્રતિભાવ સાથે, ઉત્તેજના વધે છે (DE ઘટે છે). જો AP વિકાસના વિવિધ તબક્કામાં ઉત્તેજનાને પુનરાવર્તિત કરવામાં આવે તો એપી દરમિયાન જ ઉત્તેજનાત્મકતામાં ફેરફાર નોંધી શકાય છે. તે તારણ આપે છે કે શિખર દરમિયાન, ખૂબ જ મજબૂત પુનરાવર્તિત ઉત્તેજના પણ અનુત્તરિત રહે છે (સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તનનો સમયગાળો). પછી ઉત્તેજના ધીમે ધીમે સામાન્ય થાય છે, પરંતુ તે હજી પણ પ્રારંભિક (સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન અવધિ) કરતા ઓછી છે.
ઉચ્ચારણ ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ સાથે, ઉત્તેજના પ્રારંભિક કરતાં વધુ હોય છે, અને હકારાત્મક ટ્રેસ સંભવિત સાથે, ઉત્તેજના ફરીથી ઘટે છે. સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તનને Na + ચેનલોના નિષ્ક્રિયકરણ અને K + ચેનલોની વધેલી વાહકતા દ્વારા સમજાવવામાં આવે છે. સંબંધિત પ્રત્યાવર્તન સાથે, Na + ચેનલો ફરીથી સક્રિય થાય છે અને K + ચેનલોની પ્રવૃત્તિ ઘટે છે.
પીડીની બિફાસિક પ્રકૃતિ. સામાન્ય રીતે, માઇક્રોઇલેક્ટ્રોડ કોષ અથવા ફાઇબરની અંદર સમાયેલ હોય તેવી પરિસ્થિતિઓમાં, સિંગલ-ફેઝ એપી જોવા મળે છે. એક અલગ ચિત્ર એવા કિસ્સાઓમાં જોવા મળે છે જ્યાં બંને ઇલેક્ટ્રોડ પટલની બાહ્ય સપાટી પર આવેલા હોય છે - બાયપોલર રેકોર્ડિંગ. ઉત્તેજના, જે ઇલેક્ટ્રોનગેટિવિટીનું તરંગ છે, તે પટલની સાથે આગળ વધે છે, પ્રથમ એક ઇલેક્ટ્રોડ સુધી પહોંચે છે, પછી ઇલેક્ટ્રોડ્સની વચ્ચે મૂકવામાં આવે છે, અંતે બીજા ઇલેક્ટ્રોડ સુધી પહોંચે છે, અને પછી વધુ ફેલાય છે. આ શરતો હેઠળ, પીડીમાં બે-તબક્કાનું પાત્ર છે. નિદાન માટે ક્લિનિકમાં પીડી નોંધણીનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે

(RP) એ રેસ્ટિંગ મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ (RMP) માં ટૂંકા ગાળાના કંપનવિસ્તાર ફેરફારો છે જે જીવંત કોષ ઉત્તેજિત થાય ત્યારે થાય છે. અનિવાર્યપણે, આ એક વિદ્યુત સ્રાવ છે - ઉત્તેજક કોષ (ન્યુરોન અથવા સ્નાયુ ફાઇબર) ના પટલના નાના વિસ્તારમાં સંભવિતમાં ઝડપી, ટૂંકા ગાળાના ફેરફાર, જેના પરિણામે આ વિસ્તારની બાહ્ય સપાટી નકારાત્મક બની જાય છે. પટલના પડોશી વિસ્તારોના સંબંધમાં ચાર્જ થાય છે, જ્યારે તેની આંતરિક સપાટી પટલના નજીકના વિસ્તારોના સંબંધમાં હકારાત્મક રીતે ચાર્જ થાય છે. સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન એ ચેતા અથવા સ્નાયુ આવેગનો ભૌતિક આધાર છે જે સિગ્નલિંગ (નિયમનકારી) ભૂમિકા ભજવે છે.

સામાન્ય લાક્ષણિકતાઓ

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન કોષના પ્રકાર અને સમાન કોષના પટલના જુદા જુદા ભાગોના આધારે તેમના પરિમાણોમાં ભિન્ન હોઈ શકે છે. તફાવતોનું સૌથી લાક્ષણિક ઉદાહરણ હૃદયના સ્નાયુની સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન અને મોટાભાગના ચેતાકોષોની સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન છે. તેમ છતાં, કોઈપણ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનો આધાર નીચેની ઘટનાઓ છે:

1. "જીવંત કોષની પટલ ધ્રુવીકૃત છે"- તેની આંતરિક સપાટી બાહ્ય સપાટીના સંબંધમાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ કરવામાં આવે છે કારણ કે તેની બાહ્ય સપાટી પરના સોલ્યુશનમાં મોટી સંખ્યામાં સકારાત્મક ચાર્જ કણો (કેશન્સ) હોય છે, અને અંદરની સપાટી પર નકારાત્મકની મોટી સંખ્યામાં હોય છે. ચાર્જ થયેલ કણો (આયોન).
2. "પટલમાં પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતા છે '-વિવિધ કણો (અણુઓ અથવા પરમાણુઓ) માટે તેની અભેદ્યતા તેમના કદ, વિદ્યુત ચાર્જ અને રાસાયણિક ગુણધર્મો પર આધારિત છે.
3. "એક ઉત્તેજક કોષની પટલ તેની અભેદ્યતાને ઝડપથી બદલવા માટે સક્ષમ છેચોક્કસ પ્રકારના કેશન્સ, જે બહારથી અંદરના ભાગમાં સકારાત્મક ચાર્જનું સંક્રમણ કરે છે

પ્રથમ બે ગુણધર્મો તમામ જીવંત કોષોની લાક્ષણિકતા છે. ત્રીજું ઉત્તેજક પેશી કોષોનું લક્ષણ છે અને તેનું કારણ એ છે કે તેમની પટલ સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન પેદા કરવા અને ચલાવવામાં સક્ષમ છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના નિર્માણ અને પ્રસારણનું વર્ણન કરતું મુખ્ય ગાણિતિક મોડલ હોજકિન-હક્સલી મોડેલ છે.

તબક્કાઓ

પીડીના વિકાસના પાંચ તબક્કાઓને સ્પષ્ટ રીતે ઓળખી શકાય છે:

વધતું (વિધ્રુવીકરણ)

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન (એપી) ની ઘટના સોડિયમ આયનો માટે પટલની અભેદ્યતામાં વધારો (K+ માટે અભેદ્યતાની સરખામણીમાં 20 ગણી અને Na + ની પ્રારંભિક અભેદ્યતાની સરખામણીમાં 500 ગણી) અને ત્યારપછીના વધારા સાથે સંકળાયેલી છે. કોષમાં એકાગ્રતા ઢાળ સાથે આ આયનોના પ્રસારમાં, પટલ સંભવિતમાં ફેરફાર (ઘટાડો) તરફ દોરી જાય છે. મેમ્બ્રેન સંભવિતમાં ઘટાડો વોલ્ટેજ-આધારિત સોડિયમ ચેનલો ખોલીને સોડિયમ માટે પટલની અભેદ્યતામાં વધારો તરફ દોરી જાય છે, અને અભેદ્યતામાં વધારો સાયટોપ્લાઝમમાં સોડિયમના વધતા પ્રસાર સાથે છે, જે પટલના વધુ નોંધપાત્ર વિધ્રુવીકરણનું કારણ બને છે. સકારાત્મક પ્રતિસાદની હાજરીને લીધે, ઉત્તેજના દરમિયાન પટલનું વિધ્રુવીકરણ પ્રવેગક સાથે થાય છે અને કોષમાં સોડિયમ આયનોનો પ્રવાહ હંમેશા વધે છે. ઉત્તેજનાની પ્રથમ ક્ષણોમાં કોષમાંથી બહારની તરફ નિર્દેશિત પોટેશિયમ આયનોના પ્રવાહની તીવ્રતા શરૂઆતમાં જ રહે છે. કોષમાં સકારાત્મક ચાર્જ સોડિયમ આયનોનો વધતો પ્રવાહ પ્રથમ પટલની આંતરિક સપાટી પરના વધારાના નકારાત્મક ચાર્જના અદ્રશ્ય થવાનું કારણ બને છે, અને પછી પટલના રિચાર્જિંગ તરફ દોરી જાય છે. સોડિયમ આયનોનો પ્રવાહ ત્યાં સુધી થાય છે જ્યાં સુધી પટલની આંતરિક સપાટી સોડિયમ સાંદ્રતા ઢાળને સંતુલિત કરવા અને કોષમાં તેના આગળના માર્ગને રોકવા માટે પૂરતો હકારાત્મક ચાર્જ પ્રાપ્ત ન કરે. આ આયનની બાહ્ય અને આંતરિક સાંદ્રતામાં ફેરફારો સાથેના પ્રયોગો દ્વારા પીડીની સોડિયમની ઘટનાની પુષ્ટિ થાય છે. તે દર્શાવવામાં આવ્યું હતું કે કોષના બાહ્ય અથવા આંતરિક વાતાવરણમાં સોડિયમ આયનોની સાંદ્રતામાં દસ ગણો ફેરફાર 58 mV ના PD માં ફેરફારને અનુરૂપ છે. જ્યારે કોષની આસપાસના પ્રવાહીમાંથી સોડિયમ આયનો સંપૂર્ણપણે દૂર કરવામાં આવ્યા હતા, ત્યારે PD થયો ન હતો. આમ, તે સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું છે કે AP એ આરામની સરખામણીમાં, કોષમાં આસપાસના પ્રવાહીમાંથી સોડિયમ આયનોના પ્રસારના પરિણામે થાય છે. જે સમયગાળા દરમિયાન સોડિયમ ચેનલો ખુલે છે ત્યારે સોડિયમ આયનો માટે પટલની અભેદ્યતા વધે છે (0.5-1 એમએસ), ત્યારબાદ વોલ્ટેજ-આધારિત પોટેશિયમ ચેનલો ખોલવાને કારણે પોટેશિયમ આયનો માટે પટલની અભેદ્યતામાં વધારો થાય છે, અને પરિણામે, વધારો થાય છે. આ આયનોને કોષની બહાર ફેલાવો.

ઓવરશૂટ

પટલનું વિધ્રુવીકરણ પટલની સંભવિતતાના ઉલટા તરફ દોરી જાય છે (MP હકારાત્મક બને છે). ઓવરશૂટ તબક્કામાં, Na + પ્રવાહ ઝડપથી ઘટવાનું શરૂ કરે છે, જે વોલ્ટેજ-આધારિત Na + ચેનલોના નિષ્ક્રિયકરણ (ખુલ્લી સ્થિતિનો સમય મિલિસેકન્ડ્સ છે) અને ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ Na + ગ્રેડિયન્ટના અદ્રશ્ય થવા સાથે સંકળાયેલ છે.

પુનઃધ્રુવીકરણ

કોષમાંથી બહારની તરફ નિર્દેશિત પોટેશિયમ આયન પ્રવાહમાં વધારો મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલમાં ઘટાડો તરફ દોરી જાય છે, જે બદલામાં સોડિયમ આયનોમાં પટલની અભેદ્યતામાં ઘટાડોનું કારણ બને છે, જે દર્શાવેલ છે તેમ, કલા વીજસ્થિતિમાનનું કાર્ય છે. આમ, બીજો તબક્કો એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે કે કોષમાંથી પોટેશિયમ આયનોનો પ્રવાહ બહારની તરફ વધે છે, અને સોડિયમ આયનોનો કાઉન્ટર ફ્લો ઘટે છે. આ પટલ પુનઃધ્રુવીકરણ ત્યાં સુધી ચાલુ રહે છે જ્યાં સુધી વિશ્રામી સંભવિત પુનઃસ્થાપિત ન થાય—મેમ્બ્રેન પુનઃધ્રુવીકરણ. આ પછી, પોટેશિયમ આયનોની અભેદ્યતા પણ તેના મૂળ મૂલ્યમાં ઘટી જાય છે. પર્યાવરણમાં પ્રકાશિત થતા પોટેશિયમ આયનોના હકારાત્મક ચાર્જને કારણે, પટલની બાહ્ય સપાટી ફરીથી આંતરિક સપાટીની તુલનામાં હકારાત્મક સંભવિતતા પ્રાપ્ત કરે છે.

ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ અને હાયપરપોલરાઇઝેશન

અંતિમ તબક્કામાં, કે + આયનો માટે પ્રારંભિક અભેદ્યતાની ધીમી પુનઃસ્થાપનાને કારણે, વિશ્રામી પટલ સંભવિતની પુનઃસંગ્રહ ધીમી પડી જાય છે, અને ટ્રેસ વિધ્રુવીકરણ અને હાયપરપોલરાઇઝેશનના સ્વરૂપમાં ટ્રેસ પ્રતિક્રિયાઓ નોંધવામાં આવે છે.

ફેલાવો

અનમેલિનેટેડ રેસામાં ફેલાવો

અનમાયેલીનેટેડ (પલ્પ વિના) ચેતા તંતુઓમાં, એપી બિંદુથી બિંદુ સુધી ફેલાય છે, કારણ કે ઉત્તેજના એક તરીકે નોંધી શકાય છે જે તેના મૂળ બિંદુથી ધીમે ધીમે સમગ્ર ફાઇબર સાથે "દોડે છે". ઉત્તેજિત વિસ્તારમાં પ્રવેશતા સોડિયમ આયનો નજીકના વિસ્તારોમાં AP ની ઘટના માટે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહના સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે. આ કિસ્સામાં, આવેગ પટલના વિધ્રુવીકરણ વિભાગ અને તેના બિન-ઉત્તેજિત વિભાગ વચ્ચે થાય છે. મેમ્બ્રેન વિધ્રુવીકરણ મહત્તમ સ્તર સુધી પહોંચવા માટે અહીં સંભવિત તફાવત જરૂરી કરતાં અનેક ગણો વધારે છે. આવા તંતુઓમાં નાડીના પ્રસારની ઝડપ 0.5-2 m/s છે

માયેલીનેટેડ રેસામાં ફેલાવો

મોટાભાગની સોમેટિક ચેતાઓની ચેતા પ્રક્રિયાઓ માયેલીનેટેડ હોય છે. તેમાંના માત્ર ખૂબ જ નાના વિસ્તારો, કહેવાતા નોડ ઇન્ટરસેપ્શન (રૅનવિઅરનું વિક્ષેપ), નિયમિત કોષ પટલથી આવરી લેવામાં આવે છે. આવા ચેતા તંતુઓ એ હકીકત દ્વારા વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે કે વોલ્ટેજ-આધારિત આયન ચેનલો પટલ પર માત્ર વિક્ષેપ પર સ્થિત છે. વધુમાં, આ શેલ પટલના વિદ્યુત પ્રતિકારને વધારે છે. તેથી, જ્યારે મેમ્બ્રેન પોટેન્શિયલ શિફ્ટ થાય છે, ત્યારે પ્રવાહ ઇન્ટરસેપ્ટીંગ એરિયાના પટલમાંથી પસાર થાય છે, એટલે કે, એક ઇન્ટરસેપ્શનથી બીજામાં કૂદકો મારવાથી (સલ્ટેટરી) થાય છે, જે તમને ચેતા આવેગની ગતિ વધારવાની મંજૂરી આપે છે, જે 5 થી રેન્જની હોય છે. 120 મી/સે. તદુપરાંત, રેનવિઅરના એક નોડમાં ઉદ્ભવતા સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનને કારણે પડોશી ગાંઠોમાં વિદ્યુત ક્ષેત્રના ઉદ્ભવને કારણે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનું કારણ બને છે, જે આ ગાંઠોમાં પ્રારંભિક વિધ્રુવીકરણનું કારણ બને છે. EMF ફીલ્ડના પરિમાણો અને તેની અસરકારક ક્રિયાનું અંતર ચેતાક્ષના કેબલ ગુણધર્મો પર આધારિત છે.

કોષો વચ્ચે સક્રિય સંભવિત પ્રચાર

રાસાયણિક ચેતોપાગમ વખતે, સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન તરંગ ચેતા ટર્મિનલ સુધી પહોંચ્યા પછી, તે ચેતાપ્રેષકોને પ્રીસિનેપ્ટિક વેસિકલ્સમાંથી સિનેપ્ટિક ફાટમાં છોડવાનું કારણ બને છે. પ્રેસિનેપ્સમાંથી મુક્ત થયેલા ટ્રાન્સમીટર પરમાણુઓ પોસ્ટસિનેપ્ટિક મેમ્બ્રેન પરના રીસેપ્ટર્સ સાથે જોડાય છે, પરિણામે રીસેપ્ટર મેક્રોમોલેક્યુલ્સમાં આયન ચેનલો ખુલે છે. આયનો ખુલ્લી ચેનલો દ્વારા પોસ્ટસિનેપ્ટિક કોષમાં પ્રવેશવાનું શરૂ કરે છે, તેના પટલના ચાર્જમાં ફેરફાર કરે છે, જે પટલના આંશિક વિધ્રુવીકરણ તરફ દોરી જાય છે અને પરિણામે, પોસ્ટસિનેપ્ટિક કોષમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનના નિર્માણને ઉત્તેજિત કરે છે.

વિદ્યુત ચેતોપાગમમાં ન્યુરોટ્રાન્સમીટરના રૂપમાં ટ્રાન્સમિશનનો કોઈ "મધ્યસ્થી" નથી. પરંતુ કોષો ચોક્કસ પ્રોટીન ટનલ - કોનેક્સોન્સનો ઉપયોગ કરીને એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોય છે, તેથી પ્રેસિનેપ્ટિક કોષમાંથી આયનીય પ્રવાહો પોસ્ટસિનેપ્ટિક કોષને ઉત્તેજિત કરી શકે છે, જેના કારણે તેમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનનું નિર્માણ થાય છે. આ રચના માટે આભાર, સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન બંને દિશામાં પ્રચાર કરી શકે છે અને રાસાયણિક ચેતોપાગમ દ્વારા વધુ ઝડપથી ફેલાય છે.

રાસાયણિક ચેતોપાગમ પર નર્વ સિગ્નલ ટ્રાન્સમિશનની પ્રક્રિયાની યોજના

ઇલેક્ટ્રિકલ સિનેપ્સની રચનાનું આકૃતિ

વિવિધ પ્રકારના કોષોમાં સક્રિય સંભવિતતા

સ્નાયુ પેશીઓમાં સક્રિય સંભવિત

હાડપિંજરના સ્નાયુ કોષોમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન ચેતાકોષોમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન જેવું જ છે. તેમની વિશ્રામી ક્ષમતા સામાન્ય રીતે -90 એમવી હોય છે, જે લાક્ષણિક ન્યુરોન્સની વિશ્રામી ક્ષમતા કરતા ઓછી હોય છે. સ્નાયુ કોશિકાઓની સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન લગભગ 2-4 ms સુધી ચાલે છે, સંપૂર્ણ પ્રત્યાવર્તન સમયગાળો આશરે 1-3 ms છે, અને સ્નાયુ સાથે વહન વેગ આશરે 5 m/s છે.

કાર્ડિયાક પેશીમાં સક્રિય સંભવિત

કાર્યકારી મ્યોકાર્ડિયમના કોષોની સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનમાં ઝડપી વિધ્રુવીકરણનો તબક્કો, પ્રારંભિક ઝડપી પુનઃધ્રુવીકરણ, જે ધીમા પુનઃધ્રુવીકરણના તબક્કામાં ફેરવાય છે (પઠારો તબક્કો), અને ઝડપી અંતિમ પુનઃધ્રુવીકરણના તબક્કાનો સમાવેશ થાય છે. ઝડપી વિધ્રુવીકરણનો તબક્કો સોડિયમ આયનોમાં પટલની અભેદ્યતામાં તીવ્ર વધારાને કારણે થાય છે, તે ઝડપથી આવતા સોડિયમ પ્રવાહનું કારણ બને છે, જ્યારે કલા સંભવિત 30-40 એમવી સુધી પહોંચે છે, ત્યારે તે નિષ્ક્રિય થઈ જાય છે અને ત્યારબાદ કેલ્શિયમ આયન પ્રવાહ મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે. ભૂમિકા પટલનું વિધ્રુવીકરણ કેલ્શિયમ ચેનલોના સક્રિયકરણનું કારણ બને છે, પરિણામે વધારાના વિધ્રુવીકરણ આવતા કેલ્શિયમ પ્રવાહમાં પરિણમે છે.

કાર્ડિયાક પેશીમાં સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન કાર્ડિયાક સંકોચનના સંકલનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

સક્રિય સંભવિત જનરેશનની મોલેક્યુલર મિકેનિઝમ્સ

પટલના સક્રિય ગુણધર્મો કે જે સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની ઘટનાની ખાતરી કરે છે, મુખ્યત્વે વોલ્ટેજ-ગેટેડ સોડિયમ (Na +) અને પોટેશિયમ (K +) ચેનલોના વર્તન પર આધારિત છે. AP નો પ્રારંભિક તબક્કો ઇનપુટ સોડિયમ કરંટ દ્વારા રચાય છે, બાદમાં પોટેશિયમ ચેનલો ખુલે છે અને આઉટપુટ K + - કરંટ મેમ્બ્રેન સંભવિતને પ્રારંભિક સ્તરે પરત કરે છે. પ્રારંભિક આયન સાંદ્રતા પછી સોડિયમ-પોટેશિયમ પંપ દ્વારા પુનઃસ્થાપિત થાય છે.

PD દરમિયાન, ચેનલો રાજ્યથી બીજા રાજ્યમાં પસાર થાય છે: Na + ચેનલોમાં ત્રણ મુખ્ય રાજ્યો છે - બંધ, ખુલ્લી અને નિષ્ક્રિય (વાસ્તવમાં બધું વધુ જટિલ છે, પરંતુ આ ત્રણ રાજ્યો વર્ણન માટે પૂરતા છે), K + ચેનલોમાં ત્યાં છે. બે - બંધ અને ખુલ્લું.

PD ની રચનામાં સામેલ ચેનલોની વર્તણૂક વાહકતાના સંદર્ભમાં વર્ણવવામાં આવે છે અને ટ્રાન્સફર ગુણાંક દ્વારા ગણતરી કરવામાં આવે છે.

કેરીઓવર ગુણાંક એલન લોયડ હોજકિન અને એન્ડ્રુ હક્સલી દ્વારા લેવામાં આવ્યા હતા.

એકમ વિસ્તાર દીઠ પોટેશિયમ G K માટે વાહકતા એકમ વિસ્તાર દીઠ સોડિયમ G Na માટે વાહકતા

તેની ગણતરી કરવી વધુ મુશ્કેલ છે, કારણ કે, પહેલેથી જ ઉલ્લેખ કર્યો છે તેમ, વોલ્ટેજ-આશ્રિત Na + ચેનલોમાં, બંધ / ખુલ્લી સ્થિતિઓ ઉપરાંત, જે વચ્ચેનું સંક્રમણ એક પરિમાણ છે, ત્યાં નિષ્ક્રિય / નિષ્ક્રિય રાજ્યો પણ છે, જે વચ્ચેનું સંક્રમણ પરિમાણ દ્વારા વર્ણવેલ છે

સંશોધન પદ્ધતિઓ

વાર્તા

ઉત્તેજનાના પટલ સિદ્ધાંતની મુખ્ય જોગવાઈઓ જર્મન ન્યુરોફિઝિયોલોજિસ્ટ યુ બર્નસ્ટેઇન દ્વારા ઘડવામાં આવી હતી

1902 માં, જુલિયસ બર્નસ્ટીને એક પૂર્વધારણા રજૂ કરી જે મુજબ કોષ પટલ K+ આયનોને કોષમાં પ્રવેશવાની મંજૂરી આપે છે અને તે સાયટોપ્લાઝમમાં એકઠા થાય છે. પોટેશિયમ ઇલેક્ટ્રોડ માટે નર્ન્સ્ટ સમીકરણનો ઉપયોગ કરીને વિશ્રામી સંભવિત મૂલ્યની ગણતરી સંતોષકારક રીતે સ્નાયુ સાર્કોપ્લાઝમ અને પર્યાવરણ વચ્ચેની માપેલી સંભવિતતા સાથે સુસંગત છે, જે લગભગ -70 mV હતી. યુ બર્નસ્ટેઇનના સિદ્ધાંત મુજબ, જ્યારે કોષ ઉત્તેજિત થાય છે, ત્યારે તેની પટલને નુકસાન થાય છે, અને મેમ્બ્રેન સંભવિત શૂન્ય બને ત્યાં સુધી K + આયન કોષને એકાગ્રતા ઢાળ સાથે છોડી દે છે. પટલ પછી તેની અખંડિતતાને પુનઃસ્થાપિત કરે છે અને સંભવિત વિશ્રામી સંભવિત સ્તર પર પાછા ફરે છે.

આ મોડેલ એલન લોયડ હોજકિન અને એન્ડ્રુ હક્સલી દ્વારા તેમના 1952ના કાર્યમાં વિકસાવવામાં આવ્યું હતું, જેમાં તેઓએ સ્ક્વિડ જાયન્ટ ચેતાક્ષમાં ચેતા સિગ્નલના નિર્માણ અને પ્રસારણ માટે જવાબદાર ઇલેક્ટ્રિકલ મિકેનિઝમ્સનું વર્ણન કર્યું હતું. આ માટે, મોડેલના લેખકોને 1963 માટે ફિઝિયોલોજી અથવા મેડિસિનનું નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો. મોડેલને હોજકિન-હક્સલી મોડલ કહેવામાં આવે છે

2005 માં, થોમસ હેઇમબર્ગ અને એન્ડ્રુ ડી. જેક્સને સોલિટોન મોડેલની દરખાસ્ત કરી હતી, એવી ધારણાના આધારે કે સિગ્નલ ન્યુરોન્સ દ્વારા સોલિટોનના સ્વરૂપમાં ફેલાય છે - સ્થિર તરંગો કોષ પટલ સાથે ફેલાય છે.

સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાન પર અમુક પદાર્થોની અસર

કાર્બનિક અથવા કૃત્રિમ મૂળના કેટલાક પદાર્થો PD ની રચના અથવા માર્ગને અવરોધિત કરી શકે છે:

• લીફ ક્લાઇમ્બર જીનસના કેટલાક પ્રતિનિધિઓમાં બેટ્રાકોટોક્સિન મળી આવ્યું છે. સોડિયમ આયનોમાં પટલની અભેદ્યતા ટકાઉ અને બદલી ન શકાય તેવી રીતે વધે છે.
• પેરાપોનેરા જીનસની કીડીઓમાં પોનેરેટોક્સિન મળી આવ્યું હતું. સોડિયમ ચેનલોને અવરોધે છે.
• ટેટ્રોડોટોક્સિન સ્કેલેઝુબોવી પરિવારની માછલીના પેશીઓમાં મળી આવ્યું હતું, જેમાંથી જાપાનીઝ સ્વાદિષ્ટ ફુગુ તૈયાર કરવામાં આવે છે. સોડિયમ ચેનલોને અવરોધે છે.
• મોટાભાગના એનેસ્થેટિક્સ (પ્રોકેઈન, લિડોકેઈન) ની ક્રિયા કરવાની પદ્ધતિ સોડિયમ ચેનલોને અવરોધિત કરવા અને તે મુજબ, સંવેદનશીલ ચેતા તંતુઓ સાથે આવેગના વહનને અવરોધિત કરવા પર આધારિત છે.
• 4-એમિનોપીરીડિન - પોટેશિયમ ચેનલોને વિપરીત રીતે અવરોધે છે, સક્રિય કલા વીજસ્થિતિમાનની અવધિને લંબાવે છે. મલ્ટીપલ સ્ક્લેરોસિસની સારવારમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે.
• ADWX 1 - પોટેશિયમ ચેનલોને વિપરીત રીતે અવરોધે છે. પ્રાયોગિક પરિસ્થિતિઓ હેઠળ, તે ઉંદરોમાં તીવ્ર પ્રસારિત એન્સેફાલોમેલિટિસના કોર્સને દૂર કરે છે.

સંબંધિત છબીઓ