आराम करने वाले न्यूरॉन की झिल्ली क्षमता बराबर होती है। कोशिका की झिल्ली क्षमता, या आराम करने की क्षमता

विषय की सामग्री की तालिका "एंडोसाइटोसिस। एक्सोसाइटोसिस। सेलुलर कार्यों का विनियमन।":
1. झिल्ली क्षमता और कोशिका आयतन पर Na/K-पंप (सोडियम-पोटेशियम पंप) का प्रभाव। लगातार सेल वॉल्यूम।
2. झिल्ली परिवहन की प्रेरक शक्ति के रूप में सोडियम (Na) की सांद्रता प्रवणता।
3. एंडोसाइटोसिस। एक्सोसाइटोसिस।
4. कोशिका के अंदर पदार्थों के स्थानांतरण में प्रसार। एंडोसाइटोसिस और एक्सोसाइटोसिस में प्रसार का महत्व।
5. ऑर्गेनेल झिल्ली में सक्रिय परिवहन।
6. कोशिका पुटिकाओं में परिवहन।
7. जीवों के निर्माण और विनाश द्वारा परिवहन। माइक्रोफिलामेंट्स।
8. सूक्ष्मनलिकाएं। साइटोस्केलेटन के सक्रिय आंदोलन।
9. अक्षतंतु परिवहन। तेज अक्षतंतु परिवहन। धीमी अक्षतंतु परिवहन।
10. सेलुलर कार्यों का विनियमन। कोशिका झिल्ली पर नियामक प्रभाव। झिल्ली क्षमता।
11. बाह्य नियामक पदार्थ। सिनैप्टिक मध्यस्थ। स्थानीय रासायनिक एजेंट (हिस्टामाइन, वृद्धि कारक, हार्मोन, एंटीजन)।
12. दूसरे मध्यस्थों की भागीदारी के साथ इंट्रासेल्युलर संचार। कैल्शियम।
13. चक्रीय एडेनोसिन मोनोफॉस्फेट, सीएमपी। सेल फ़ंक्शन के नियमन में सीएमपी।
14. इनॉसिटॉल फॉस्फेट "IF3"। इनोसिटोल ट्राइफॉस्फेट। डायसाइलग्लिसरॉल।

झिल्ली क्षमता और कोशिका आयतन पर Na/K-पंप (सोडियम-पोटेशियम पंप) का प्रभाव। लगातार सेल वॉल्यूम।

चावल। 1.9. सेल के अंदर और बाहर Na+, K+ और CI की सांद्रता दिखाने वाली योजनाऔर कोशिका झिल्ली के माध्यम से इन आयनों के प्रवेश के लिए मार्ग (विशिष्ट आयन चैनलों के माध्यम से या Na / K पंप की मदद से। दिए गए एकाग्रता ग्रेडिएंट्स पर, संतुलन क्षमता E (Na), E (K) और E (Cl) ) संकेतित के बराबर हैं, झिल्ली क्षमता Et = - 90 mV

अंजीर पर। 1.9 विभिन्न घटकों को दर्शाता है झिल्ली धाराऔर दिए गए हैं इंट्रासेल्युलर आयन सांद्रताजो उनके अस्तित्व को सुनिश्चित करता है। पोटेशियम आयनों की एक बाहरी धारा पोटेशियम चैनलों के माध्यम से देखी जाती है, क्योंकि झिल्ली क्षमता पोटेशियम आयनों के लिए संतुलन क्षमता की तुलना में कुछ अधिक इलेक्ट्रोपोसिटिव है। सोडियम चैनलों का कुल संचालनपोटेशियम की तुलना में बहुत कम, यानी। सोडियम चैनल आराम करने की क्षमता पर पोटेशियम चैनलों की तुलना में बहुत कम बार खुले होते हैं; हालाँकि, लगभग उतनी ही संख्या में सोडियम आयन कोशिका में प्रवेश करते हैं, जब पोटेशियम आयन इसे छोड़ते हैं, क्योंकि कोशिका में सोडियम आयनों के प्रसार के लिए बड़ी सांद्रता और संभावित ढाल की आवश्यकता होती है। Na/K पंप निष्क्रिय प्रसार धाराओं के लिए आदर्श मुआवजा प्रदान करता है क्योंकि यह सेल से सोडियम आयनों और पोटेशियम आयनों को इसमें स्थानांतरित करता है। इस प्रकार, पंप इलेक्ट्रोजेनिक है क्योंकि सेल में और बाहर स्थानांतरित चार्ज की संख्या में अंतर होता है, जो अपनी सामान्य गति पर, एक झिल्ली क्षमता बनाता है जो लगभग 10 एमवी अधिक इलेक्ट्रोनगेटिव होता है, अगर यह केवल निष्क्रिय होने के कारण बनता है आयन प्रवाहित होता है। नतीजतन, झिल्ली क्षमता पोटेशियम संतुलन क्षमता के करीब पहुंच जाती है, जिससे पोटेशियम आयनों का रिसाव कम हो जाता है। ना/के पंप गतिविधिविनियमित सोडियम आयनों की इंट्रासेल्युलर सांद्रता. पंप की गति धीमी हो जाती है क्योंकि सेल से निकाले जाने वाले सोडियम आयनों की सांद्रता कम हो जाती है (चित्र 1.8), जिससे पंप का संचालन और सेल में सोडियम आयनों का प्रवाह एक दूसरे को संतुलित करता है, जिससे इंट्रासेल्युलर एकाग्रता बनी रहती है। लगभग 10 mmol / l के स्तर पर सोडियम आयन।

के बीच संतुलन बनाए रखने के लिए पम्पिंग और निष्क्रिय झिल्ली धाराएं, पोटेशियम और सोडियम आयनों के लिए चैनल प्रोटीन की तुलना में कई अधिक Na/K- पंप अणुओं की आवश्यकता होती है। जब चैनल खुला होता है, तो कुछ मिलीसेकंड में हजारों आयन इससे गुजरते हैं, और चूंकि चैनल आमतौर पर प्रति सेकंड कई बार खोला जाता है, इस दौरान कुल मिलाकर 105 से अधिक आयन इससे गुजरते हैं। एक एकल पंप प्रोटीन प्रति सेकंड कई सौ सोडियम आयनों को स्थानांतरित करता है, इसलिए प्लाज्मा झिल्ली में चैनल अणुओं की तुलना में लगभग 1000 गुना अधिक पंप अणु होने चाहिए। आराम से चैनल धाराओं के मापन ने झिल्ली के 1 माइक्रोन प्रति औसतन एक पोटेशियम और एक सोडियम ओपन चैनल दिखाया; यह इस प्रकार है कि लगभग 1000 Na/K पंप अणु एक ही स्थान पर मौजूद होने चाहिए; उनके बीच की दूरी औसतन 34 एनएम है; पंप प्रोटीन का व्यास, साथ ही साथ चैनल प्रोटीन, 8-10 एनएम है। इस प्रकार, झिल्ली पंपिंग अणुओं के साथ पर्याप्त रूप से घनी होती है।

यह तथ्य कि सेल में सोडियम आयनों का प्रवाह, एक पोटेशियम आयन - कोशिका से बाहरपंप के संचालन द्वारा मुआवजा, एक और परिणाम है, जो एक स्थिर आसमाटिक दबाव और एक स्थिर मात्रा बनाए रखना है। कोशिका के अंदर बड़े आयनों की उच्च सांद्रता होती है, मुख्य रूप से प्रोटीन (तालिका 1.1 में ए), जो झिल्ली में प्रवेश करने में असमर्थ होते हैं (या इसे बहुत धीरे से प्रवेश करते हैं) और इसलिए कोशिका के अंदर एक निश्चित घटक होते हैं। इन आयनों के आवेश को संतुलित करने के लिए समान संख्या में धनायनों की आवश्यकता होती है। करने के लिए धन्यवाद ना/के-पंप की क्रियाये धनायन मुख्य रूप से पोटेशियम आयन हैं। उल्लेखनीय वृद्धि आयनों की इंट्रासेल्युलर सांद्रताकेवल सेल में सांद्रता प्रवणता के साथ Cl के प्रवाह के कारण आयनों की सांद्रता में वृद्धि के साथ ही हो सकता है (तालिका 1.1), लेकिन झिल्ली क्षमता इसका प्रतिकार करती है। आने वाली सीएल धारा केवल तब तक देखी जाती है जब तक क्लोराइड आयनों के लिए संतुलन क्षमता तक नहीं पहुंच जाती है; यह तब देखा जाता है जब क्लोराइड आयन प्रवणता पोटेशियम आयन प्रवणता के लगभग विपरीत होती है, क्योंकि क्लोराइड आयन ऋणात्मक रूप से आवेशित होते हैं। इस प्रकार, क्लोराइड आयनों की एक कम इंट्रासेल्युलर एकाग्रता स्थापित की जाती है, जो पोटेशियम आयनों की कम बाह्य एकाग्रता के अनुरूप होती है। परिणाम सेल में आयनों की कुल संख्या की एक सीमा है। यदि Na/K पंप की नाकाबंदी के दौरान झिल्ली क्षमता कम हो जाती है, उदाहरण के लिए, एनोक्सिया के दौरान, तो क्लोराइड आयनों के लिए संतुलन क्षमता कम हो जाती है, और क्लोराइड आयनों की इंट्रासेल्युलर एकाग्रता तदनुसार बढ़ जाती है। आवेशों के संतुलन को बहाल करते हुए, पोटेशियम आयन भी कोशिका में प्रवेश करते हैं; सेल में आयनों की कुल सांद्रता बढ़ जाती है, जिससे आसमाटिक दबाव बढ़ जाता है; यह पानी को सेल में प्रवेश करने के लिए मजबूर करता है। कोशिका फूल जाती है। ऐसी सूजन विवो में ऊर्जा की कमी की स्थिति में देखी जाती है।

मानव शरीर में सोडियम का मुख्य शारीरिक कार्य बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा को नियंत्रित करना है, जिससे रक्त की मात्रा और रक्तचाप का निर्धारण होता है। यह कार्य सीधे सोडियम और द्रव चयापचय से संबंधित है। इसके अलावा, सोडियम हड्डी के ऊतकों के निर्माण, तंत्रिका आवेगों के संचालन आदि में शामिल होता है।

चिकित्सा में, विभिन्न प्रकार के इलेक्ट्रोलाइट असंतुलन की स्थिति में, इस स्थिति के कारणों का पता लगाने के लिए, सोडियम की एकाग्रता को निर्धारित करने के लिए विश्लेषण किया जाता है, साथ ही साथ द्रव संतुलन (इसके सेवन और उत्सर्जन) की निगरानी भी की जाती है।

मानव शरीर में, द्रव का द्रव्यमान लगभग 60% होता है, अर्थात 70 किलोग्राम वजन वाले व्यक्ति में लगभग 40 लीटर द्रव होता है, जिसमें से लगभग 25 लीटर कोशिकाओं (इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ - QOL) में होता है और 14 लीटर बाहर स्थित होता है। कोशिकाएं (बाह्य कोशिकीय द्रव - VneKZh)। बाह्य कोशिकीय द्रव की कुल मात्रा में, लगभग 3.5 लीटर रक्त प्लाज्मा (संवहनी प्रणाली के अंदर स्थित रक्त द्रव) द्वारा कब्जा कर लिया जाता है और लगभग 10.5 लीटर अंतरालीय द्रव (ILF) होता है, जो कोशिकाओं के बीच के ऊतकों में जगह भरता है (चित्र 1 देखें)

चित्रा 1. 70 किलो वजन वाले वयस्क के शरीर में द्रव का वितरण

शरीर में द्रव की कुल मात्रा और डिब्बों के बीच इसके वितरण का एक निरंतर स्तर बनाए रखने से सभी अंगों और प्रणालियों के पूर्ण कामकाज को सुनिश्चित करने में मदद मिलती है, जो निस्संदेह अच्छे स्वास्थ्य की कुंजी है। कोशिका झिल्ली के माध्यम से इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ और बाह्य तरल पदार्थ के बीच पानी का आदान-प्रदान होता है। झिल्ली के दोनों किनारों पर तरल समाधानों की परासरणता इस विनिमय को सीधे प्रभावित करती है। आसमाटिक संतुलन की स्थिति के तहत, तरल नहीं चलेगा, अर्थात डिब्बों में इसका आयतन नहीं बदलेगा। एक स्वस्थ व्यक्ति में, इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ और रक्त प्लाज्मा (बाह्य कोशिकीय द्रव) की परासरणता लगभग 80-295 mOsmol/kg के स्तर पर बनी रहती है।

बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा के नियमन में सोडियम की भूमिका

ऑस्मोलैरिटी 1 लीटर घोल में सभी गतिज कणों की सांद्रता का योग है, अर्थात यह घुले हुए आयनों की कुल सांद्रता पर निर्भर करता है। मानव शरीर में, परासरणता इलेक्ट्रोलाइट्स द्वारा सटीक रूप से निर्धारित की जाती है, क्योंकि तरल मीडिया (इंट्रासेल्युलर और बाह्य तरल पदार्थ) में आयन अन्य भंग घटकों की तुलना में अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता में होते हैं। चित्रा 2 इंट्रासेल्युलर और बाह्य तरल पदार्थ के बीच इलेक्ट्रोलाइट्स के वितरण को दर्शाता है।

चित्रा 2. इंट्रासेल्युलर और बाह्य तरल पदार्थ में भंग घटकों की एकाग्रता

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि मोनोवैलेंट आयनों (पोटेशियम, सोडियम) के लिए meq / l \u003d mmol / l, और द्विसंयोजक आयनों के लिए, mmol / l की मात्रा की गणना करने के लिए, meq को 2 से विभाजित किया जाना चाहिए।

आकृति के बाईं ओर (ExtraQOL) रक्त प्लाज्मा की संरचना को दर्शाता है, जो कि अंतरालीय द्रव (कम प्रोटीन सांद्रता और उच्च क्लोराइड सांद्रता को छोड़कर) की संरचना में बहुत समान है।

यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि रक्त प्लाज्मा में सोडियम की सांद्रता बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा का एक निर्धारित संकेतक है और, परिणामस्वरूप, रक्त की मात्रा।

बाह्य कोशिकीय द्रव में सोडियम अधिक और पोटैशियम कम होता है। इसके विपरीत, कोशिकाओं में थोड़ा सोडियम होता है - मुख्य इंट्रासेल्युलर कटियन पोटेशियम है। बाह्य और इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थों में इलेक्ट्रोलाइट सांद्रता में यह अंतर सोडियम-पोटेशियम पंप (पंप) की भागीदारी के साथ सक्रिय आयन परिवहन के तंत्र द्वारा बनाए रखा जाता है (चित्र 3 देखें)।

चित्रा 3. क्यूओएल और एक्स्ट्राक्यूओएल में सोडियम और पोटेशियम सांद्रता का रखरखाव

सोडियम-पोटेशियम पंप, कोशिका झिल्लियों पर स्थानीयकृत, एक गैर-वाष्पशील प्रणाली है जो सभी प्रकार की कोशिकाओं में पाई जाती है। इस प्रणाली के लिए धन्यवाद, पोटेशियम आयनों के बदले सोडियम आयनों को कोशिकाओं से हटा दिया जाता है। इस तरह की परिवहन प्रणाली के बिना, पोटेशियम और सोडियम आयन कोशिका झिल्ली के माध्यम से निष्क्रिय प्रसार की स्थिति में थे, जिसके परिणामस्वरूप बाह्य और इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ के बीच एक आयनिक संतुलन होगा।

बाह्य तरल पदार्थ की उच्च परासरणता कोशिका से सोडियम आयनों के सक्रिय परिवहन के कारण होती है, जो बाह्य कोशिकीय द्रव में उनकी उच्च सामग्री को सुनिश्चित करता है। इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए कि ऑस्मोलैरिटी ईसीएफ और सीएफ के बीच द्रव के वितरण को प्रभावित करती है, इसलिए बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा सीधे सोडियम एकाग्रता पर निर्भर होती है।

जल संतुलन का विनियमन

मानव शरीर में तरल पदार्थ का सेवन इसके निष्कासन के लिए पर्याप्त होना चाहिए, अन्यथा अत्यधिक निर्जलीकरण या निर्जलीकरण हो सकता है। विषाक्त पदार्थों (चयापचय (चयापचय) के दौरान शरीर में बनने वाले जहरीले पदार्थ) के उत्सर्जन (हटाने) के लिए, गुर्दे को प्रतिदिन कम से कम 500 मिलीलीटर मूत्र का स्राव करना चाहिए। इस मात्रा में आपको 400 मिलीलीटर तरल जोड़ने की जरूरत है, जो सांस लेने के दौरान फेफड़ों के माध्यम से दैनिक रूप से उत्सर्जित होता है, 500 मिलीलीटर - त्वचा के माध्यम से उत्सर्जित होता है, और 100 मिलीलीटर - मल के साथ। नतीजतन, मानव शरीर प्रतिदिन औसतन 1500 मिलीलीटर (1.5 लीटर) तरल पदार्थ खो देता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि चयापचय की प्रक्रिया में (चयापचय के उप-उत्पाद के परिणामस्वरूप) मानव शरीर में प्रतिदिन लगभग 400 मिलीलीटर पानी संश्लेषित होता है। इस प्रकार, जल संतुलन का न्यूनतम स्तर बनाए रखने के लिए, शरीर को प्रति दिन कम से कम 1100 मिलीलीटर पानी प्राप्त करना चाहिए। वास्तव में, आने वाले तरल पदार्थ की दैनिक मात्रा अक्सर संकेतित न्यूनतम स्तर से अधिक हो जाती है, जबकि गुर्दे, जल संतुलन को विनियमित करने की प्रक्रिया में, अतिरिक्त तरल पदार्थ को निकालने का एक उत्कृष्ट कार्य करते हैं।

अधिकांश लोगों की औसत दैनिक मूत्र मात्रा लगभग 1200-1500 मिली होती है। यदि आवश्यक हो, तो गुर्दे अधिक मूत्र का उत्पादन कर सकते हैं।

रक्त प्लाज्मा की परासरणता शरीर में द्रव के प्रवाह और मूत्र के निर्माण और उत्सर्जन की प्रक्रिया से जुड़ी होती है। उदाहरण के लिए, यदि द्रव के नुकसान को पर्याप्त रूप से प्रतिस्थापित नहीं किया जाता है, तो बाह्य तरल पदार्थ की मात्रा कम हो जाती है और परासरणता बढ़ जाती है, जिससे शरीर की कोशिकाओं से आने वाले तरल पदार्थ में बाह्य तरल पदार्थ में वृद्धि होती है, जिससे इसकी ऑस्मोलैरिटी बहाल हो जाती है और आवश्यक स्तर तक मात्रा। हालांकि, द्रव का ऐसा आंतरिक वितरण सीमित समय के लिए ही प्रभावी होता है, क्योंकि इस प्रक्रिया से कोशिकाओं का निर्जलीकरण (निर्जलीकरण) होता है, परिणामस्वरूप, शरीर को बाहर से अधिक तरल पदार्थ प्राप्त करने की आवश्यकता होती है।

चित्र 4 शरीर में द्रव की कमी के लिए शारीरिक प्रतिक्रिया का एक योजनाबद्ध प्रतिनिधित्व है।

चित्र 4 शरीर में एक सामान्य जल संतुलन बनाए रखना हाइपोथैलेमिक-पिट्यूटरी सिस्टम, प्यास की भावना, एंटीडाययूरेटिक हार्मोन के पर्याप्त संश्लेषण और गुर्दे के पूर्ण कामकाज द्वारा नियंत्रित होता है।

शरीर में तरल पदार्थ की कमी के साथ, उच्च-ऑस्मोलर रक्त प्लाज्मा हाइपोथैलेमस के माध्यम से बहता है, जिसमें ऑस्मोरसेप्टर (विशेष कोशिकाएं) प्लाज्मा की स्थिति का विश्लेषण करते हैं और एंटीडाययूरेटिक हार्मोन के स्राव को उत्तेजित करके ऑस्मोलैरिटी को कम करने के लिए तंत्र शुरू करने का संकेत देते हैं। (एडीएच) पिट्यूटरी ग्रंथि में और प्यास की भावना। प्यास लगने पर व्यक्ति बाहर से तरल पदार्थ की कमी को पेय या पानी का सेवन करके पूरा करने की कोशिश करता है। एंटीडाययूरेटिक हार्मोन किडनी के कार्य को प्रभावित करता है, जिससे शरीर से तरल पदार्थ को बाहर निकलने से रोका जा सकता है। एडीएच गुर्दे के एकत्रित नलिकाओं और बाहर के नलिकाओं से तरल पदार्थ के बढ़े हुए पुनर्अवशोषण (पुनर्अवशोषण) को बढ़ावा देता है, जिसके परिणामस्वरूप अपेक्षाकृत कम मात्रा में उच्च सांद्रता वाले मूत्र का उत्पादन होता है। रक्त प्लाज्मा में इस तरह के बदलावों के बावजूद, आधुनिक नैदानिक ​​​​विश्लेषक हेमोलिसिस की डिग्री का आकलन करना और हेमोलाइज्ड रक्त के नमूनों के प्लाज्मा में पोटेशियम के वास्तविक स्तर को मापना संभव बनाते हैं।

जब बड़ी मात्रा में द्रव शरीर में प्रवेश करता है, तो बाह्य तरल पदार्थ की परासरणीयता कम हो जाती है। इसी समय, हाइपोथैलेमस में ऑस्मोरसेप्टर्स की उत्तेजना नहीं होती है - एक व्यक्ति को प्यास नहीं लगती है और एंटीडायरेक्टिक हार्मोन का स्तर नहीं बढ़ता है। अत्यधिक पानी के भार को रोकने के लिए, गुर्दे बड़ी मात्रा में पतला मूत्र उत्पन्न करते हैं।

ध्यान दें कि लगभग 8000 मिलीलीटर (8 लीटर) द्रव प्रतिदिन गैस्ट्रिक, आंतों और अग्नाशय के रस, पित्त और लार के रूप में जठरांत्र संबंधी मार्ग में प्रवेश करता है। सामान्य परिस्थितियों में, इस द्रव का लगभग 99% पुन: अवशोषित हो जाता है और केवल 100 मिलीलीटर मल में उत्सर्जित होता है। हालांकि, इन रहस्यों में निहित पानी को बनाए रखने के कार्य का उल्लंघन, पानी के असंतुलन को जन्म दे सकता है, जिससे पूरे जीव की स्थिति में गंभीर गड़बड़ी होगी।

एक बार फिर, आइए उन कारकों पर ध्यान दें जो मानव शरीर में जल संतुलन के सामान्य नियमन को प्रभावित करते हैं:

• प्यास लग रही है(प्यास प्रकट करने के लिए व्यक्ति को सचेत रहना चाहिए)
• पिट्यूटरी और हाइपोथैलेमस का पूर्ण कामकाज
• गुर्दे का पूर्ण कार्य
• जठरांत्र संबंधी मार्ग का पूर्ण कामकाज

सोडियम संतुलन विनियमन

शरीर के सामान्य कामकाज और स्वास्थ्य के लिए, सोडियम संतुलन बनाए रखना उतना ही महत्वपूर्ण है जितना कि जल संतुलन बनाए रखना। सामान्य अवस्था में, एक वयस्क के शरीर में लगभग 3000 mmol सोडियम होता है। अधिकांश सोडियम बाह्य तरल पदार्थ में निहित है: रक्त प्लाज्मा और अंतरालीय द्रव (उनमें सोडियम की सांद्रता लगभग 140 mmol / l है)।

दैनिक सोडियम हानि कम से कम 10 mmol/l है। शरीर में एक सामान्य संतुलन बनाए रखने के लिए, इन नुकसानों की भरपाई (प्रतिपूर्ति) की जानी चाहिए। भोजन के साथ, लोगों को शरीर द्वारा क्षतिपूर्ति की तुलना में बहुत अधिक सोडियम मिलता है (भोजन के साथ, आमतौर पर नमकीन मसालों के रूप में, एक व्यक्ति को प्रतिदिन औसतन 100-200 मिमी सोडियम प्राप्त होता है)। हालांकि, शरीर में सोडियम सेवन में व्यापक परिवर्तनशीलता के बावजूद, गुर्दे का नियमन यह सुनिश्चित करता है कि मूत्र में अतिरिक्त सोडियम उत्सर्जित हो, जिससे शारीरिक संतुलन बना रहे।

गुर्दे के माध्यम से सोडियम के उत्सर्जन (हटाने) की प्रक्रिया सीधे जीएफआर (ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर) पर निर्भर करती है। एक उच्च ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर शरीर में सोडियम उत्सर्जन की मात्रा को बढ़ाती है, जबकि एक कम जीएफआर इसमें देरी करता है। ग्लोमेरुलर निस्पंदन प्रक्रिया से गुजरने वाले सोडियम का लगभग 95-99% सक्रिय रूप से पुन: अवशोषित हो जाता है क्योंकि मूत्र समीपस्थ घुमावदार नलिकाओं से होकर गुजरता है। जब तक अल्ट्राफिल्ट्रेट बाहर की घुमावदार नलिका में प्रवेश करता है, तब तक वृक्क ग्लोमेरुली में पहले से फ़िल्टर किए गए सोडियम की मात्रा 1-5% होती है। क्या शेष सोडियम मूत्र में उत्सर्जित होता है या रक्त में पुन: अवशोषित हो जाता है, यह सीधे रक्त में एड्रेनल हार्मोन एल्डोस्टेरोन की एकाग्रता पर निर्भर करता है।

एल्डोस्टीरोनहाइड्रोजन या पोटेशियम आयनों के बदले सोडियम के पुनर्अवशोषण को बढ़ाता है, जिससे गुर्दे के बाहर के नलिकाओं की कोशिकाओं को प्रभावित करता है। यही है, रक्त में एल्डोस्टेरोन की उच्च सामग्री की स्थिति में, अधिकांश सोडियम अवशेष पुन: अवशोषित हो जाते हैं; कम सांद्रता में, सोडियम बड़ी मात्रा में मूत्र में उत्सर्जित होता है।

चित्र 5

एल्डोस्टेरोन उत्पादन की प्रक्रिया को नियंत्रित करता है (चित्र 5 देखें)। रेनिन- एक एंजाइम जो वृक्क ग्लोमेरुली के माध्यम से रक्त के प्रवाह में कमी के जवाब में जक्सटैग्लोमेरुलर तंत्र की कोशिकाओं में गुर्दे द्वारा निर्मित होता है। चूंकि गुर्दे के रक्त प्रवाह की दर, साथ ही अन्य अंगों के माध्यम से रक्त प्रवाह, रक्त की मात्रा पर निर्भर करता है, और इसलिए रक्त में सोडियम की एकाग्रता पर, गुर्दे में रेनिन का स्राव बढ़ जाता है जब प्लाज्मा में सोडियम का स्तर बढ़ जाता है। घटता है।

रेनिन एंजाइमेटिक रूप से एक प्रोटीन को तोड़ता है, जिसे के रूप में भी जाना जाता है रेनिन सब्सट्रेट. इस दरार के उत्पादों में से एक है एंजियोटेनसिनमैं- एक पेप्टाइड जिसमें 10 अमीनो एसिड होते हैं।

एक अन्य एंजाइम एसीई है ( एंजियोटेनसिन परिवर्तित एंजाइम), जो मुख्य रूप से फेफड़ों में संश्लेषित होता है। चयापचय की प्रक्रिया में, ACE एंजियोटेंसिन I से दो अमीनो एसिड को अलग करता है, जिससे एक ऑक्टोपेप्टाइड का निर्माण होता है - हार्मोन एंजियोटेंसिन II। .

एंजियोटेनसिनद्वितीयशरीर के लिए बहुत महत्वपूर्ण गुण हैं:

• वाहिकासंकीर्णन- रक्त वाहिकाओं का कसना, जो रक्तचाप बढ़ाता है और सामान्य गुर्दे के रक्त प्रवाह को बहाल करता है
• एल्डोस्टेरोन के उत्पादन को उत्तेजित करता हैअधिवृक्क प्रांतस्था की कोशिकाओं में, जिससे सोडियम पुन: अवशोषण सक्रिय होता है, जो गुर्दे के माध्यम से सामान्य रक्त प्रवाह और शरीर में कुल रक्त की मात्रा को बहाल करने में मदद करता है।

रक्त की मात्रा और रक्तचाप में वृद्धि के साथ, हृदय कोशिकाएं एक हार्मोन का स्राव करती हैं जो एल्डोस्टेरोन का विरोधी है - एएनपी ( एट्रियल नट्रिउरेटिक पेप्टाइट, या पीएनपी)। एएनपी गुर्दे के बाहर के नलिकाओं में सोडियम पुन: अवशोषण को कम करने में मदद करता है, जिससे मूत्र में इसका उत्सर्जन बढ़ जाता है। यही है, "प्रतिक्रिया" प्रणाली शरीर में सोडियम संतुलन का एक स्पष्ट विनियमन प्रदान करती है।

इन विशेषज्ञों का कहना है कि लगभग 1500 मिमी सोडियम हर दिन जठरांत्र संबंधी मार्ग के माध्यम से मानव शरीर में प्रवेश करता है। लगभग 10 मिमी सोडियम, जो मल में उत्सर्जित होता है, पुन: अवशोषित हो जाता है। जठरांत्र संबंधी मार्ग की शिथिलता के मामले में, पुन: अवशोषित सोडियम की मात्रा कम हो जाती है, जिससे शरीर में इसकी कमी हो जाती है। गुर्दे की क्षतिपूर्ति के एक परेशान तंत्र के साथ, इस कमी के लक्षण दिखाई देने लगते हैं।

शरीर में सोडियम का सामान्य संतुलन बनाए रखना 3 मुख्य कारकों पर निर्भर करता है:

• गुर्दा कार्य
• एल्डोस्टेरोन का स्राव
• जठरांत्र संबंधी मार्ग का कार्य

पोटैशियम

पोटेशियम तंत्रिका आवेगों के संचालन, मांसपेशियों के संकुचन की प्रक्रिया में शामिल है, और कई एंजाइमों की क्रिया प्रदान करता है। मानव शरीर में औसतन 3000 mmol पोटेशियम होता है, जिसमें से अधिकांश कोशिकाओं में निहित होता है। रक्त प्लाज्मा में पोटेशियम की एकाग्रता लगभग 0.4% है। यद्यपि रक्त में इसकी एकाग्रता को मापा जा सकता है, विश्लेषण का परिणाम शरीर में पोटेशियम की कुल सामग्री को निष्पक्ष रूप से प्रतिबिंबित नहीं करेगा। हालांकि, पोटेशियम के समग्र संतुलन को बनाए रखने के लिए, रक्त प्लाज्मा में इस तत्व की एकाग्रता के वांछित स्तर को बनाए रखना आवश्यक है।

पोटेशियम संतुलन का विनियमन

मल, मूत्र और पसीने के साथ शरीर प्रतिदिन कम से कम 40 mmol पोटेशियम खो देता है। आवश्यक पोटेशियम संतुलन बनाए रखने के लिए इन नुकसानों की भरपाई करने की आवश्यकता होती है। एक आहार जिसमें सब्जियां, फल, मांस और ब्रेड शामिल हैं, प्रति दिन लगभग 100 मिमी पोटैशियम प्रदान करता है। आवश्यक संतुलन सुनिश्चित करने के लिए, मूत्र में अतिरिक्त पोटेशियम उत्सर्जित होता है। पोटेशियम की फ़िल्टरिंग प्रक्रिया, सोडियम की तरह, वृक्क ग्लोमेरुली में होती है (एक नियम के रूप में, यह वृक्क नलिकाओं के समीपस्थ (प्रारंभिक) भाग में पुन: अवशोषित हो जाती है। एकत्रित ग्लोमेरुली और डिस्टल नलिकाओं में ठीक विनियमन होता है (पोटेशियम को पुन: अवशोषित किया जा सकता है या सोडियम आयनों के बदले में स्रावित)।

रेनिन-एंजियोटेंसिन-एल्डोस्टेरोन प्रणाली सोडियम-पोटेशियम चयापचय को नियंत्रित करती है, या बल्कि, इसे उत्तेजित करती है (एल्डोस्टेरोन सोडियम पुन: अवशोषण और मूत्र में पोटेशियम उत्सर्जन की प्रक्रिया को ट्रिगर करता है)।

इसके अलावा, मूत्र में उत्सर्जित पोटेशियम की मात्रा गुर्दे के कार्य द्वारा निर्धारित की जाती है, जो कि आदर्श की शारीरिक सीमाओं के भीतर रक्त के एसिड-बेस बैलेंस (पीएच) के नियमन में होती है। उदाहरण के लिए, रक्त ऑक्सीकरण को रोकने के लिए एक तंत्र मूत्र में शरीर से अतिरिक्त हाइड्रोजन आयनों का उत्सर्जन है (यह डिस्टल रीनल नलिकाओं में सोडियम आयनों के लिए हाइड्रोजन आयनों के आदान-प्रदान के माध्यम से होता है)। इस प्रकार, एसिडोसिस में, पोटेशियम के लिए कम सोडियम का आदान-प्रदान किया जा सकता है, जिसके परिणामस्वरूप गुर्दे द्वारा कम पोटेशियम का उत्सर्जन होता है। एसिड-बेस अवस्था और पोटेशियम के बीच बातचीत के अन्य तरीके हैं।

सामान्य अवस्था में, लगभग 60 मिमी पोटैशियम गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट में उत्सर्जित होता है, जहाँ इसका अधिकांश भाग पुन: अवशोषित हो जाता है (फेकल पदार्थ के साथ, शरीर लगभग 10 मिमी पोटैशियम खो देता है)। जठरांत्र संबंधी मार्ग की शिथिलता के मामले में, पुन: अवशोषण का तंत्र बाधित होता है, जिससे पोटेशियम की कमी हो सकती है।

कोशिका झिल्ली में पोटेशियम परिवहन

बाह्य तरल पदार्थ में पोटेशियम की कम सांद्रता और इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ में उच्च सांद्रता को सोडियम-पोटेशियम पंप द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इस तंत्र का निषेध (अवरोध) या उत्तेजना (तीव्रता) रक्त प्लाज्मा में पोटेशियम की एकाग्रता को प्रभावित करता है, क्योंकि बाह्य और इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थों में सांद्रता का अनुपात बदल जाता है। ध्यान दें कि कोशिका झिल्ली से गुजरते समय हाइड्रोजन आयन पोटेशियम आयनों के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं, अर्थात रक्त प्लाज्मा में पोटेशियम का स्तर एसिड-बेस बैलेंस को प्रभावित करता है।

रक्त प्लाज्मा में पोटेशियम की एकाग्रता में उल्लेखनीय कमी या वृद्धि पूरे शरीर में इस तत्व की कमी या अधिकता का संकेत नहीं देती है - यह अतिरिक्त और इंट्रासेल्युलर पोटेशियम के आवश्यक संतुलन के उल्लंघन का संकेत दे सकता है।

रक्त प्लाज्मा में पोटेशियम सांद्रता का नियमन निम्नलिखित कारकों के कारण होता है:

• पोटेशियम का आहार सेवन
• गुर्दा कार्य
• जठरांत्र संबंधी मार्ग के कार्य
• एल्डोस्टेरोन उत्पादन
• एसिड बेस संतुलन
• सोडियम-पोटेशियम पंप

कोशिका की बाहरी सतह और उसके साइटोप्लाज्म के बीच में लगभग 0.06-0.09 V का संभावित अंतर होता है, और कोशिका की सतह को साइटोप्लाज्म के संबंध में इलेक्ट्रोपोसिटिव रूप से चार्ज किया जाता है। इस संभावित अंतर को कहा जाता है विराम विभवया झिल्ली क्षमता। आराम करने की क्षमता का एक सटीक माप केवल इंट्रासेल्युलर करंट डायवर्सन, बहुत शक्तिशाली एम्पलीफायरों और संवेदनशील रिकॉर्डिंग डिवाइस - ऑसिलोस्कोप के लिए डिज़ाइन किए गए माइक्रोइलेक्ट्रोड की मदद से संभव है।

माइक्रोइलेक्ट्रोड (चित्र 67, 69) एक पतली कांच की केशिका है, जिसके सिरे का व्यास लगभग 1 माइक्रोन है। यह केशिका एक खारा समाधान से भर जाती है, इसमें एक धातु इलेक्ट्रोड डुबोया जाता है और एक एम्पलीफायर और एक ऑसिलोस्कोप (चित्र। 68) से जुड़ा होता है। जैसे ही माइक्रोइलेक्ट्रोड कोशिका को ढंकने वाली झिल्ली को छेदता है, आस्टसीलस्कप बीम अपनी मूल स्थिति से नीचे की ओर विचलित हो जाता है और एक नए स्तर पर सेट हो जाता है। यह कोशिका झिल्ली की बाहरी और आंतरिक सतह के बीच संभावित अंतर की उपस्थिति को इंगित करता है।

विश्राम क्षमता की उत्पत्ति की सबसे पूर्ण व्याख्या तथाकथित झिल्ली-आयन सिद्धांत है। इस सिद्धांत के अनुसार, सभी कोशिकाएँ एक झिल्ली से ढकी होती हैं जिसमें विभिन्न आयनों के लिए असमान पारगम्यता होती है। इस संबंध में, कोशिका के अंदर साइटोप्लाज्म में सतह की तुलना में 30-50 गुना अधिक पोटेशियम आयन, 8-10 गुना कम सोडियम आयन और 50 गुना कम क्लोराइड आयन होते हैं। आराम करने पर, कोशिका झिल्ली सोडियम आयनों की तुलना में पोटेशियम आयनों के लिए अधिक पारगम्य होती है। कोशिका द्रव्य से कोशिका की सतह तक धनावेशित पोटैशियम आयनों का प्रसार झिल्ली की बाहरी सतह पर धनात्मक आवेश प्रदान करता है।

इस प्रकार, आराम से कोशिका की सतह पर एक सकारात्मक चार्ज होता है, जबकि झिल्ली का आंतरिक भाग क्लोराइड आयनों, अमीनो एसिड और अन्य बड़े कार्बनिक आयनों के कारण नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाता है, जो व्यावहारिक रूप से झिल्ली में प्रवेश नहीं करते हैं (चित्र। 70)।

क्रिया सामर्थ्य

यदि तंत्रिका या मांसपेशी फाइबर का एक खंड पर्याप्त रूप से मजबूत उत्तेजना के संपर्क में आता है, तो इस क्षेत्र में उत्तेजना होती है, जो झिल्ली क्षमता के तेजी से उतार-चढ़ाव में प्रकट होती है और इसे कहा जाता है क्रिया सामर्थ्य.

एक ऐक्शन पोटेंशिअल को या तो फाइबर की बाहरी सतह (बाह्यकोशिकीय लीड) पर लगाए गए इलेक्ट्रोड या साइटोप्लाज्म (इंट्रासेल्युलर लीड) में डाले गए माइक्रोइलेक्ट्रोड के साथ रिकॉर्ड किया जा सकता है।

बाह्य रिकॉर्डिंग के साथ, यह पाया जा सकता है कि उत्तेजित क्षेत्र की सतह बहुत कम अवधि के लिए, एक सेकंड के हज़ारवें हिस्से में मापी जाती है, आराम क्षेत्र के संबंध में विद्युतीय रूप से चार्ज हो जाती है।

ऐक्शन पोटेंशिअल का कारण झिल्ली की आयन पारगम्यता में परिवर्तन है। चिढ़ होने पर, सोडियम आयनों के लिए कोशिका झिल्ली की पारगम्यता बढ़ जाती है। सोडियम आयन कोशिका में प्रवेश करते हैं, क्योंकि, सबसे पहले, वे सकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं और इलेक्ट्रोस्टैटिक बलों द्वारा आकर्षित होते हैं, और दूसरी बात, सेल के अंदर उनकी एकाग्रता कम होती है। आराम से, कोशिका झिल्ली सोडियम आयनों के लिए अभेद्य थी। जलन ने झिल्ली की पारगम्यता को बदल दिया, और कोशिका के बाहरी वातावरण से साइटोप्लाज्म में सकारात्मक रूप से आवेशित सोडियम आयनों का प्रवाह कोशिका से बाहर की ओर पोटेशियम आयनों के प्रवाह से काफी अधिक हो जाता है। नतीजतन, झिल्ली की आंतरिक सतह सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाती है, और बाहरी सतह सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए सोडियम आयनों के नुकसान के कारण नकारात्मक रूप से चार्ज हो जाती है। इस बिंदु पर, ऐक्शन पोटेंशिअल का शिखर दर्ज किया जाता है।

सोडियम आयनों के लिए झिल्ली पारगम्यता में वृद्धि बहुत कम समय तक चलती है। इसके बाद, कोशिका में पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाएं होती हैं, जिससे यह तथ्य सामने आता है कि सोडियम आयनों के लिए झिल्ली की पारगम्यता फिर से कम हो जाती है, और पोटेशियम आयनों के लिए बढ़ जाती है। चूंकि पोटेशियम आयन भी सकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, सेल छोड़ते समय, वे सेल के बाहर और अंदर मूल संबंध को बहाल करते हैं।

बार-बार उत्तेजना के साथ कोशिका के अंदर सोडियम आयनों का संचय नहीं होता है क्योंकि "सोडियम पंप" नामक एक विशेष जैव रासायनिक तंत्र की क्रिया के कारण सोडियम आयनों को लगातार इससे निकाला जाता है। "सोडियम-पोटेशियम पंप" की मदद से पोटेशियम आयनों के सक्रिय परिवहन पर भी डेटा है।

इस प्रकार, झिल्ली-आयनिक सिद्धांत के अनुसार, कोशिका झिल्ली की चयनात्मक पारगम्यता बायोइलेक्ट्रिक घटना की उत्पत्ति में निर्णायक महत्व की है, जो सतह पर और कोशिका के अंदर एक अलग आयनिक संरचना का कारण बनती है, और, परिणामस्वरूप, एक अलग चार्ज का इन सतहों। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि झिल्ली-आयन सिद्धांत के कई प्रावधान अभी भी बहस योग्य हैं और इन्हें और विकास की आवश्यकता है।

डिस्कवरी इतिहास

1902 में, जूलियस बर्नस्टीन ने एक परिकल्पना सामने रखी जिसके अनुसार कोशिका झिल्ली K + आयनों को कोशिका में प्रवेश करने की अनुमति देती है, और वे कोशिका द्रव्य में जमा हो जाते हैं। पोटेशियम इलेक्ट्रोड के लिए नर्नस्ट समीकरण के अनुसार आराम करने की क्षमता की गणना मांसपेशियों के सार्कोप्लाज्म और पर्यावरण के बीच मापी गई क्षमता के साथ संतोषजनक रूप से मेल खाती है, जो लगभग - 70 एमवी थी।

यू. बर्नशेटिन के सिद्धांत के अनुसार, जब कोई कोशिका उत्तेजित होती है, तो उसकी झिल्ली क्षतिग्रस्त हो जाती है, और K + आयन एक सांद्रता प्रवणता के साथ कोशिका से बाहर तब तक प्रवाहित होते हैं जब तक कि झिल्ली क्षमता शून्य न हो जाए। तब झिल्ली अपनी अखंडता को पुनर्स्थापित करता है, और संभावित आराम क्षमता के स्तर पर वापस आ जाता है। यह दावा, एक एक्शन पोटेंशिअल से अधिक, 1939 में हॉजकिन और हक्सले द्वारा खारिज कर दिया गया था।

आराम करने की क्षमता के बारे में बर्नस्टीन के सिद्धांत की पुष्टि केनेथ स्टीवर्ट कोल ने की थी, कभी-कभी उनके आद्याक्षर गलती से के.सी. कोल, उनके उपनाम केसी ("केसी") के कारण। पीपी और पीडी को कोल और कर्टिस, 1939 के प्रसिद्ध चित्रण में दर्शाया गया है। यह चित्र बायोफिजिकल सोसाइटी के मेम्ब्रेन बायोफिज़िक्स ग्रुप का प्रतीक बन गया (चित्रण देखें)।

सामान्य प्रावधान

झिल्ली पर विभवान्तर बनाए रखने के लिए यह आवश्यक है कि कोशिका के अंदर और बाहर विभिन्न आयनों की सांद्रता में एक निश्चित अंतर हो।

कंकाल की मांसपेशी कोशिका में और बाह्य वातावरण में आयन सांद्रता

अधिकांश न्यूरॉन्स के लिए आराम करने की क्षमता लगभग -60 एमवी - -70 एमवी है। गैर-उत्तेजक ऊतकों की कोशिकाओं में भी झिल्ली पर संभावित अंतर होता है, जो विभिन्न ऊतकों और जीवों की कोशिकाओं के लिए भिन्न होता है।

आराम संभावित गठन

पीपी दो चरणों में बनता है।

प्रथम चरण: 3: 2 के अनुपात में K + के लिए Na + के असमान असममित विनिमय के कारण सेल के अंदर नगण्य (-10 mV) नकारात्मकता का निर्माण। परिणामस्वरूप, अधिक धनात्मक आवेश कोशिका को सोडियम के साथ छोड़ देते हैं। पोटैशियम। सोडियम-पोटेशियम पंप की यह विशेषता, जो एटीपी ऊर्जा के व्यय के साथ झिल्ली के माध्यम से इन आयनों का आदान-प्रदान करती है, इसकी इलेक्ट्रोजेनेसिटी सुनिश्चित करती है।

पीपी के गठन के पहले चरण में झिल्ली आयन एक्सचेंजर पंपों के संचालन के परिणाम इस प्रकार हैं:

1. कोशिका में सोडियम आयनों (Na+) की कमी।

2. कोशिका में पोटैशियम आयनों (K+) की अधिकता।

3. झिल्ली (-10 एमवी) पर एक कमजोर विद्युत क्षमता की उपस्थिति।

दूसरा चरण:झिल्ली के माध्यम से K + आयनों के रिसाव के कारण कोशिका के अंदर एक महत्वपूर्ण (-60 mV) नकारात्मकता का निर्माण। पोटैशियम आयन K + कोशिका को छोड़ देते हैं और उसमें से धनात्मक आवेश लेते हैं, जिससे ऋणात्मक -70 mV हो जाता है।

तो, आराम करने वाली झिल्ली क्षमता सेल के अंदर सकारात्मक विद्युत आवेशों की कमी है, जो इससे सकारात्मक पोटेशियम आयनों के रिसाव और सोडियम-पोटेशियम पंप की इलेक्ट्रोजेनिक क्रिया के कारण होती है।

यह सभी देखें

टिप्पणियाँ

लिंक

डुडेल जे।, रुएग जे।, श्मिट आर। एट अल।मानव शरीर क्रिया विज्ञान: 3 खंडों में। प्रति. अंग्रेजी से / आर। श्मिट और जी। थेव्स द्वारा संपादित। - 3. - एम।: मीर, 2007। - टी। 1. - 323 चित्रण के साथ। साथ। - 1500 प्रतियां। - आईएसबीएन 5-03-000575-3

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.

देखें कि "आराम करने की क्षमता" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

रेस्ट पोटेंशियल, सेल के आंतरिक और बाहरी वातावरण के बीच विद्युत क्षमता, इसकी झिल्ली पर उत्पन्न होने वाली; न्यूरॉन्स और मांसपेशियों की कोशिकाओं में 0.05 0.09 वी के मान तक पहुंच जाता है; असमान वितरण और विभिन्न में आयनों के संचय से उत्पन्न होता है ... विश्वकोश शब्दकोश

रेस्टिंग मेम्ब्रेन पोटेंशिअल, फ़िज़िओल की अवस्था में जीवित कोशिकाओं में मौजूद संभावित अंतर। आराम, उनके साइटोप्लाज्म और बाह्य तरल पदार्थ के बीच। तंत्रिका और मांसपेशियों की कोशिकाओं में, पी.पी. आमतौर पर 60-90 एमवी, और अतिरिक्त की सीमा में भिन्न होता है। पक्ष …

विराम विभव- आराम का तनाव - [हां। एन। लुगिंस्की, एम.एस. फ़ज़ी ज़िलिंस्काया, यू.एस. कबीरोव। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और पावर इंडस्ट्री का अंग्रेजी रूसी शब्दकोश, मॉस्को, 1999] इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विषय, बुनियादी अवधारणाएं समानार्थी शब्द बाकी वोल्टेज एन बाकी संभावित आराम ... ... तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक

विराम विभव- आराम (आईएनजी) क्षमता उस वातावरण के बीच मौजूद क्षमता जिसमें सेल स्थित है और इसकी सामग्री ... नैनोटेक्नोलॉजी का व्याख्यात्मक अंग्रेजी-रूसी शब्दकोश। - एम।

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झिल्ली क्षमता का एक तेज़ उतार-चढ़ाव (स्पाइक) जो तंत्रिका, मांसपेशियों, कुछ ग्रंथियों और विकास कोशिकाओं के उत्तेजना पर होता है; बिजली एक संकेत जो शरीर में सूचना के तेजी से संचरण को सुनिश्चित करता है। ऑल-ऑर-नथिंग नियम का पालन करता है ... जैविक विश्वकोश शब्दकोश

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कोई भी जीवित कोशिका एक अर्ध-पारगम्य झिल्ली से ढकी होती है जिसके माध्यम से निष्क्रिय गति और सकारात्मक और नकारात्मक रूप से आवेशित आयनों का सक्रिय चयनात्मक परिवहन किया जाता है। झिल्ली की बाहरी और भीतरी सतह के बीच इस स्थानांतरण के कारण विद्युत आवेशों (क्षमता) - झिल्ली क्षमता में अंतर होता है। झिल्ली क्षमता की तीन अलग-अलग अभिव्यक्तियाँ हैं - आराम करने वाली झिल्ली क्षमता, स्थानीय क्षमता, या स्थानीय प्रतिक्रिया, तथा क्रिया सामर्थ्य.

यदि बाह्य उद्दीपन कोशिका पर कार्य नहीं करते हैं, तो झिल्ली विभव लम्बे समय तक स्थिर रहता है। ऐसी आराम करने वाली कोशिका की झिल्ली क्षमता को विश्राम झिल्ली क्षमता कहा जाता है। कोशिका झिल्ली की बाहरी सतह के लिए, विश्राम क्षमता हमेशा सकारात्मक होती है, और कोशिका झिल्ली की आंतरिक सतह के लिए, यह हमेशा नकारात्मक होती है। यह झिल्ली की आंतरिक सतह पर विश्राम क्षमता को मापने के लिए प्रथागत है, क्योंकि कोशिका के कोशिका द्रव्य की आयनिक संरचना अंतरालीय द्रव की तुलना में अधिक स्थिर होती है। प्रत्येक प्रकार की कोशिका के लिए विश्राम विभव का परिमाण अपेक्षाकृत स्थिर होता है। धारीदार मांसपेशी कोशिकाओं के लिए, यह -50 से -90 mV तक, और तंत्रिका कोशिकाओं के लिए -50 से -80 mV तक होती है।

आराम करने की क्षमता के कारण होता है धनायनों और आयनों की विभिन्न सांद्रतासेल के बाहर और अंदर, साथ ही चयनात्मक पारगम्यताउनके लिए कोशिका झिल्ली। आराम करने वाली तंत्रिका और पेशी कोशिका के कोशिका द्रव्य में लगभग 30-50 गुना अधिक पोटेशियम धनायन, 5-15 गुना कम सोडियम धनायन और बाह्य तरल पदार्थ की तुलना में 10-50 गुना कम क्लोराइड आयन होते हैं।

आराम से, कोशिका झिल्ली के लगभग सभी सोडियम चैनल बंद हो जाते हैं, और अधिकांश पोटेशियम चैनल खुले होते हैं। जब भी पोटेशियम आयन एक खुले चैनल का सामना करते हैं, तो वे झिल्ली से गुजरते हैं। चूंकि कोशिका के अंदर बहुत अधिक पोटेशियम आयन होते हैं, आसमाटिक बल उन्हें कोशिका से बाहर धकेल देता है। जारी पोटेशियम धनायन कोशिका झिल्ली की बाहरी सतह पर धनात्मक आवेश को बढ़ाते हैं। कोशिका से पोटेशियम आयनों के निकलने के परिणामस्वरूप, कोशिका के अंदर और बाहर उनकी सांद्रता जल्द ही बराबर हो जानी चाहिए। हालांकि, यह झिल्ली की सकारात्मक चार्ज बाहरी सतह से सकारात्मक पोटेशियम आयनों के विद्युत प्रतिकारक बल द्वारा रोका जाता है।

झिल्ली की बाहरी सतह पर धनात्मक आवेश का मान जितना अधिक होता है, पोटेशियम आयनों के लिए साइटोप्लाज्म से झिल्ली के माध्यम से गुजरना उतना ही कठिन होता है। पोटेशियम आयन सेल को तब तक छोड़ देंगे जब तक कि विद्युत प्रतिकर्षण बल आसमाटिक दबाव K+ के बराबर न हो जाए। झिल्ली पर क्षमता के इस स्तर पर, कोशिका से पोटेशियम आयनों का प्रवेश और निकास संतुलन में होता है, इसलिए इस समय झिल्ली पर विद्युत आवेश कहलाता है पोटेशियम संतुलन क्षमता. न्यूरॉन्स के लिए, यह -80 से -90 एमवी तक है।

चूँकि झिल्ली के लगभग सभी सोडियम चैनल आराम करने वाली कोशिका में बंद होते हैं, Na + आयन एक नगण्य मात्रा में सांद्रता प्रवणता के साथ कोशिका में प्रवेश करते हैं। वे पोटेशियम आयनों की रिहाई के कारण सेल के आंतरिक वातावरण द्वारा सकारात्मक चार्ज के नुकसान के लिए बहुत कम हद तक क्षतिपूर्ति करते हैं, लेकिन इस नुकसान के लिए महत्वपूर्ण रूप से क्षतिपूर्ति नहीं कर सकते हैं। इसलिए, सोडियम आयनों के सेल (रिसाव) में प्रवेश केवल झिल्ली क्षमता में मामूली कमी की ओर जाता है, जिसके परिणामस्वरूप आराम करने वाली झिल्ली क्षमता का पोटेशियम संतुलन क्षमता की तुलना में थोड़ा कम मूल्य होता है।

इस प्रकार, कोशिका को छोड़ने वाले पोटेशियम धनायन, बाह्य तरल पदार्थ में सोडियम धनायनों की अधिकता के साथ, आराम करने वाली कोशिका की झिल्ली की बाहरी सतह पर एक सकारात्मक क्षमता पैदा करते हैं।

आराम करने पर, कोशिका की प्लाज्मा झिल्ली क्लोराइड आयनों के लिए अच्छी तरह से पारगम्य होती है। क्लोरीन आयन, जो बाह्य कोशिकीय द्रव में अधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं, कोशिका में फैल जाते हैं और अपने साथ ऋणात्मक आवेश ले जाते हैं। सेल के बाहर और अंदर क्लोरीन आयनों की सांद्रता का पूर्ण बराबरीकरण नहीं होता है, क्योंकि। इसे समान आवेशों के विद्युत पारस्परिक प्रतिकर्षण द्वारा रोका जाता है। बनाया था क्लोरीन संतुलन क्षमता,जिस पर क्लोराइड आयनों का कोशिका में प्रवेश और इससे उनका बाहर निकलना संतुलन में होता है।

कोशिका झिल्ली व्यावहारिक रूप से कार्बनिक अम्लों के बड़े आयनों के लिए अभेद्य है। इसलिए, वे साइटोप्लाज्म में रहते हैं और, आने वाले क्लोराइड आयनों के साथ, आराम करने वाली तंत्रिका कोशिका की झिल्ली की आंतरिक सतह पर एक नकारात्मक क्षमता प्रदान करते हैं।

आराम करने वाली झिल्ली क्षमता का सबसे महत्वपूर्ण महत्व यह है कि यह एक विद्युत क्षेत्र बनाता है जो झिल्ली के मैक्रोमोलेक्यूल्स पर कार्य करता है और उनके आवेशित समूहों को अंतरिक्ष में एक निश्चित स्थिति देता है। यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है कि यह विद्युत क्षेत्र सोडियम चैनल सक्रियण द्वारों की बंद स्थिति और उनके निष्क्रियता द्वारों की खुली स्थिति को निर्धारित करता है (चित्र 61, ए)। यह सेल के बाकी हिस्सों की स्थिति और उत्तेजना के लिए इसकी तैयारी सुनिश्चित करता है। आराम करने वाली झिल्ली क्षमता में अपेक्षाकृत छोटी कमी भी सोडियम चैनलों के सक्रियण "द्वार" को खोलती है, जो कोशिका को अपनी विश्राम अवस्था से बाहर लाती है और उत्तेजना को जन्म देती है।