तंत्रिका आवेग: विशेषताओं, चरणों, कार्यों - जीवविज्ञान - 2025

तंत्रिका आवेग कार्रवाई क्षमता (एपी) कि अक्षतंतु और अन्य विद्युत उत्तेजनीय कोशिकाओं (मांसपेशियों और ग्रंथियों) के साथ पाए जाते हैं की एक श्रृंखला है। सिद्धांत रूप में, यह तब होता है जब एक संदेश एक न्यूरॉन से दूसरे में प्रसारित होता है, या एक न्यूरॉन से एक बाहरी अंग को आंतरिक उत्तेजना प्राप्त होने के कारण होता है।

संदेश अनिवार्य रूप से एक विद्युत संकेत है जो डेन्ड्राइट या न्यूरॉन के शरीर में उत्पन्न होता है और अक्षतंतु के अंत तक जाता है जहां सिग्नल प्रसारित होता है। यह क्रिया क्षमता तंत्रिका कोशिकाओं, न्यूरॉन्स द्वारा उत्पन्न प्राथमिक विद्युत संकेत है, और यह झिल्ली के पारगम्यता में विशिष्ट आयनों में परिवर्तन के कारण होता है।

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कुछ आयनों के लिए पारगम्यता की कैनेटीक्स और वोल्टेज निर्भरता कार्रवाई क्षमता की पीढ़ी की पूरी व्याख्या प्रदान करती है।

विशेषताएँ

तब एक्शन पोटेंशिअल एक विस्फोटक घटना है जो तंत्रिका तंतुओं के साथ घटे बिना फैल जाएगी। अक्षतंतु अपने मूल बिंदु से एपी का संचालन करता है, जो कि अक्षीय टर्मिनलों के लिए स्पाइक दीक्षा क्षेत्र (न्यूरॉन के अक्षीय शंकु के पास) है।

न्यूरॉन्स इसलिए उत्तेजनाओं को प्राप्त करने और आवेगों को प्रसारित करने में विशेष कोशिकाएं हैं। न्यूरॉन्स और अन्य उत्तेजक कोशिकाओं की सक्रिय विद्युत प्रतिक्रियाएं कोशिका झिल्ली में वोल्टेज-गेटेड आयन चैनलों के रूप में ज्ञात विशेष प्रोटीन की उपस्थिति पर निर्भर करती हैं।

तंत्रिका आवेग उत्पन्न होने के लिए, न्यूरॉन की झिल्ली में एक परिवर्तन आवश्यक रूप से होना चाहिए, जो पूरे अक्षतंतु में फैलता है। सेल साइटोप्लाज्म और बाह्य वातावरण के बीच विद्युत अंतर झिल्ली के दोनों किनारों पर एक संभावित अंतर होने की अनुमति देता है।

यदि हम झिल्ली के अंदर और बाहर विद्युत रासायनिक क्षमता में इस अंतर को मापते हैं, तो हम लगभग -70 mV के अंतर का निरीक्षण करेंगे। इस अर्थ में, जब कोई उत्तेजना नहीं होती है, तो बाहरी पक्ष के संबंध में न्यूरॉन झिल्ली का आंतरिक पक्ष नकारात्मक होता है।

आयन चैनल और उनका महत्व

वोल्टेज-गेटेड आयन चैनल झिल्ली के विद्युत क्षेत्र में परिवर्तनों के जवाब में आयनों को झिल्ली के पार जाने की अनुमति देते हैं। न्यूरॉन में कई प्रकार के आयन चैनल मौजूद हैं, जिनमें से प्रत्येक एक विशिष्ट आयनिक प्रजातियों के पारित होने की अनुमति देगा।

ये चैनल झिल्ली पर समान रूप से वितरित नहीं होते हैं। हालांकि, एक्सोनल झिल्ली में हम Na + और K + के लिए फास्ट-एक्टिंग चैनल पा सकते हैं, जबकि एक्सोनल टर्मिनल में हमें Ca + चैनल मिलते हैं।

K + चैनल विद्युत ट्रिगर करने वाली कोशिकाओं की आराम अवस्था को बनाए रखने के लिए जिम्मेदार होते हैं, जब AP को ट्रिगर करने के लिए कोई उत्तेजना नहीं होती है, तो झिल्ली क्षमता में निष्क्रिय परिवर्तन नामक एक घटना।

हालांकि Na + चैनल जल्दी से प्रतिक्रिया करते हैं, झिल्ली के विध्रुवण में हस्तक्षेप करते हैं जब झिल्ली क्षमता में एक PA या सक्रिय परिवर्तन उत्पन्न होता है।

दूसरी ओर, सीए + चैनल, हालांकि वे विध्रुवण के दौरान अधिक धीरे-धीरे खुलते हैं, विद्युत संकेतों को प्रसारित करने और synapses पर न्यूरोट्रांसमीटर संकेतों की रिहाई को ट्रिगर करने की मौलिक भूमिका निभाते हैं।

बायोएलेमेंट जो न्यूरॉन की उत्कृष्टता में भाग लेते हैं

आवेग कोशिका द्रव्य और बाह्यकोशिकीय माध्यम के बीच बायोलेमेंट्स और बायोमोलेक्यूल्स की एकाग्रता में विषमता के कारण होता है। न्यूरॉन की उत्कृष्टता में भाग लेने वाले सबसे महत्वपूर्ण आयन Na +, K +, Ca2 + और Cl- हैं।

कुछ कार्बनिक आयन और प्रोटीन भी हैं जो केवल इंट्रासेल्युलर तरल पदार्थ में स्थित हैं और इसे नहीं छोड़ सकते क्योंकि प्लाज्मा झिल्ली इन घटकों के लिए अभेद्य है।

कोशिका के बाहर आयनों की एक उच्च सांद्रता होती है जैसे Na + (10 गुना अधिक) और Cl- और अंदर 30 गुना अधिक K + और कार्बनिक आयनों (प्रोटीन) की एक बड़ी मात्रा जो साइटोप्लाज्म में एक नकारात्मक आवेश उत्पन्न करती है।

जैसे ही वोल्टेज-संवेदी Na + और K + चैनल खुले होते हैं, वोल्टेज परिवर्तन झिल्ली से सटे क्षेत्रों में प्रेषित हो जाएगा और उन क्षेत्रों में वोल्टेज-संवेदनशील घटकों के उद्घाटन को प्रेरित करेगा और वोल्टेज परिवर्तन दूसरों तक पहुंच जाएगा। सबसे दूर का सेक्टर।

Na + और K + चैनलों के बंद होने के बाद, छोटी अवधि के लिए द्वार निष्क्रिय कर दिए जाते हैं, जिसका अर्थ है कि गति वापस नहीं आ सकती है।

कार्रवाई की संभावित निर्भरता

तब एक्शन पोटेंशिअल का उत्पादन तीन आवश्यक तत्वों पर निर्भर करता है:

सबसे पहले, विशिष्ट झिल्ली प्रोटीन द्वारा आयनों का सक्रिय परिवहन। यह एक आयनिक प्रजातियों या इसके दोनों किनारों पर कई की असमान सांद्रता उत्पन्न करता है।

दूसरा, आयनों का असमान वितरण झिल्ली के पार एक विद्युत रासायनिक ढाल उत्पन्न करता है जो संभावित ऊर्जा का एक स्रोत उत्पन्न करता है।

अंत में, आयनिक प्रजाति चयनात्मक gated आयन चैनल आयनिक धाराओं को इन झिल्ली-फैले हुए चैनलों के माध्यम से विद्युत रासायनिक प्रवाहकों द्वारा संचालित करने की अनुमति देते हैं।

चरणों

विराम विभव

जब एक एक्शन पोटेंशिअल को प्रेषित नहीं किया जा रहा है, तो न्यूरॉन की झिल्ली आराम पर है। इस उदाहरण में, इंट्रासेल्युलर द्रव (साइटोप्लाज्म) और बाह्यकोशिकीय द्रव में अकार्बनिक आयनों के विभिन्न सांद्रता होते हैं।

इससे झिल्ली की बाहरी परत में धनात्मक आवेश होता है जबकि आंतरिक परत पर ऋणात्मक आवेश होता है, जिसका अर्थ है कि आराम से झिल्ली "ध्रुवीय" है। इस आराम क्षमता का मान -70mv है, अर्थात सेल के अंदर की क्षमता 70 mV अतिरिक्त क्षमता से नकारात्मक है।

Na + प्रविष्टि और K + निकास सामान्य रूप से सांद्रता ढाल (सक्रिय परिवहन) के प्रभाव के कारण कोशिका में मौजूद होते हैं। चूँकि कोशिका के बाहर Na + अधिक होता है, इसलिए यह प्रवेश करता है और जैसे ही कोशिका के भीतर K + होता है, यह झिल्ली के दोनों ओर अपनी एकाग्रता को बराबर करने के लिए बाहर निकल जाता है।

विभिन्न आयनिक एकाग्रता को एक झिल्ली प्रोटीन की क्रिया द्वारा बनाए रखा जाता है जिसे "सोडियम और पोटेशियम पंप" कहा जाता है। संभावित अंतर को संरक्षित करने के लिए, Na + और K + पंप प्रत्येक दो K + के लिए सेल से 3 Na + आयनों को निकालता है।

तंत्रिका आवेग गठन

जब एक उत्तेजना को न्यूरोनल झिल्ली के रिसेप्टर क्षेत्र में प्रस्तुत किया जाता है, तो एक सृजन क्षमता उत्पन्न होती है जो झिल्ली में पारगम्यता को बढ़ाकर Na + तक ले जाती है।

यदि यह क्षमता -65 से -55 mV है कि excitability दहलीज से अधिक है, एक तंत्रिका आवेग उत्पन्न होता है और Na + इतनी तेजी से पेश किया जाता है कि यहां तक ​​कि Na + और K + पंप निष्क्रिय होता है।

सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए Na + के विशाल प्रवाह के कारण पूर्वोक्त विद्युत आवेश उल्टे हो जाते हैं। इस घटना को झिल्ली विध्रुवण के रूप में जाना जाता है। उत्तरार्द्ध, लगभग + 40mv पर रुक जाता है।

दहलीज पर पहुंचने पर, एक मानक बीपी हमेशा उत्पन्न होता है, क्योंकि कोई बड़ी या छोटी तंत्रिका आवेग नहीं होते हैं, परिणामस्वरूप सभी कार्रवाई क्षमता समान होती हैं। यदि दहलीज तक नहीं पहुंचा जाता है, तो कुछ भी नहीं होता है, जिसे "सभी या कुछ नहीं" सिद्धांत के रूप में जाना जाता है।

पीए 2 से 5 मिलीसेकंड तक बहुत छोटा है। Na + चैनल को झिल्ली की पारगम्यता में वृद्धि जल्दी से समाप्त हो जाती है क्योंकि Na + चैनल निष्क्रिय होते हैं और K आयनों के लिए पारगम्यता जो साइटोप्लाज्म से प्रवाह बढ़ जाती है, आराम करने की क्षमता को फिर से स्थापित करती है।

आवेग शिफ्ट

आवेग न्यूरोनल झिल्ली में नहीं रहता है जहां यह एक जनरेटर क्षमता के परिणामस्वरूप उत्पन्न होता है, लेकिन इसके बजाय न्यूरॉन के साथ झिल्ली के माध्यम से यात्रा करता है जब तक कि यह अक्षतंतु के अंत तक नहीं पहुंचता।

आवेग के संचरण में तंत्रिका फाइबर के साथ विद्युत तरंगों के रूप में इसके आंदोलन होते हैं। एक बार जब यह अक्षतंतु के टर्मिनल पैरों तक पहुंच जाता है, तो इसे एक सिंक से पार करना होगा, जो कि रासायनिक न्यूरोट्रांसमीटर के माध्यम से किया जाता है।

एपी लगातार तंत्रिका फाइबर के साथ यात्रा करता है, अगर इसमें मायलिन नहीं होता है, हालांकि, अगर यह होता है, तो मेलेनिन परतें तंत्रिका फाइबर झिल्ली को रणवीर के नोड्यूल को छोड़कर इसकी पूरी सतह पर अलग करती हैं। इस स्थिति में पीए एक नोड से अगले तक कूदता है, जिसे लवण चालन के रूप में जाना जाता है।

इस प्रकार के प्रसारण से बहुत अधिक ऊर्जा बचती है और सूचना के आवेग और संचरण की गति बढ़ जाती है क्योंकि विध्रुवण केवल रणवीर के नोड्स में होता है। 120 मीटर / सेकंड तक की गति दर्ज की गई है, जबकि फाइबर के लिए माइलिन द्वारा कवर नहीं किया गया है अनुमानित गति 0.5 मीटर / सेकंड है।

स्नाप्टिक प्रसारण

तंत्रिका आवेग का प्रवाह न्यूरॉन के अभिवाही अंत से होता है जिसमें शरीर और डेंड्राइट्स अक्षतंतु और इसकी संपार्श्विक शाखाओं द्वारा गठित अपवाही छोर तक जाते हैं। एक्सोनल एंडिंग जिसके सिरे पर टर्मिनल पैर या सिनैप्टिक बटन होते हैं, को यहां शामिल किया गया है।

एक न्यूरॉन और दूसरे के बीच या एक न्यूरॉन और एक मांसपेशी या ग्रंथि कोशिका के बीच संपर्क के क्षेत्र को एक सिंक कहा जाता है। अन्तर्ग्रथन की घटना के लिए, न्यूरोट्रांसमीटर एक मौलिक भूमिका निभाते हैं ताकि प्रेषित संदेश में तंत्रिका तंतुओं पर निरंतरता हो।

आवेग का चक्रीय व्यवहार

संक्षेप में, एक एक्शन पोटेंशिअल झिल्ली की ध्रुवीयता में नकारात्मक से सकारात्मक और पीछे से नकारात्मक में एक चक्र में बदलाव है जो 2 से 5 मिलीसेकंड तक रहता है।

प्रत्येक चक्र में विध्रुवण का आरोही चरण, पुनरावृत्ति का अवरोही चरण और उप-अवरोही चरण शामिल है, जो -70 mv से नीचे के आंकड़ों में हाइपरपलाइराइजेशन कहलाता है।

विशेषताएं

तंत्रिका आवेग एक विद्युत रासायनिक संदेश है। यह एक संदेश है क्योंकि एक प्राप्तकर्ता और एक प्रेषक है और यह विद्युत है क्योंकि एक विद्युत घटक और एक रासायनिक घटक है।

तंत्रिका आवेग (एक्शन पोटेंशिअल) के माध्यम से, न्यूरॉन्स एक जीव के पूरे शरीर की क्रियाओं का समन्वय करने के लिए सूचनाओं का त्वरित और सटीक परिवहन करते हैं।

पीए हर स्मृति, सनसनी, विचार और मोटर प्रतिक्रिया के लिए जिम्मेदार हैं। यह ज्यादातर मामलों में प्रभावकारी प्रतिक्रियाओं को नियंत्रित करने के लिए बड़ी दूरी पर होता है जिसमें आयन चैनल खोलना, मांसपेशियों में संकुचन और एक्सोसाइटोसिस शामिल हैं।

संदर्भ

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