कार्रवाई की क्षमता: प्रसार और चरण - GEOGRAFIA - 2025

संभावित कार्रवाई एक अल्पकालिक बिजली या रासायनिक घटना है कि हमारे मस्तिष्क के न्यूरॉन्स में होता है। यह कहा जा सकता है कि यह संदेश है कि एक न्यूरॉन अन्य न्यूरॉन्स तक पहुंचाता है।

सेल बॉडी (न्यूक्लियस) में एक्शन पोटेंशिअल उत्पन्न होता है, जिसे सोमा भी कहा जाता है। यह पूरे अक्षतंतु (न्यूरॉन विस्तार, एक तार के समान) के माध्यम से यात्रा करता है जब तक कि यह अपने अंत तक नहीं पहुंचता, टर्मिनल बटन कहा जाता है।

किसी दिए गए अक्षतंतु पर कार्रवाई की क्षमता हमेशा एक ही अवधि और तीव्रता होती है। यदि अक्षतंतु अन्य प्रक्रियाओं में शाखाएं बनाता है, तो क्रिया संभावित विभाजित हो जाती है, लेकिन इसकी तीव्रता कम नहीं होती है।

जब कार्रवाई क्षमता न्यूरॉन के टर्मिनल बटन तक पहुंचती है, तो वे न्यूरोट्रांसमीटर नामक रसायनों का स्राव करते हैं। ये पदार्थ उन न्यूरॉन को उत्तेजित या बाधित करते हैं जो उन्हें प्राप्त करते हैं, जो कि न्यूरॉन में एक क्रिया क्षमता उत्पन्न करने में सक्षम होते हैं।

न्यूरॉन्स की ऐक्शन पोटेंशिअल के बारे में बहुत कुछ जाना जाता है जो विशाल स्क्विड एक्सन के प्रयोगों से आता है। इसके आकार के कारण अध्ययन करना आसान है, क्योंकि यह सिर से पूंछ तक फैला हुआ है। वे सेवा करते हैं ताकि जानवर हिल सके।

न्यूरॉन झिल्ली क्षमता

ए एक आदर्श एक्शन पोटेंशिअल का योजनाबद्ध दृष्टिकोण। बी एक एक्शन पोटेंशिअल का असली रिकॉर्ड। स्रोत: en: मेमन / CC BY-SA (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)

न्यूरॉन्स के बाहर के मुकाबले एक अलग विद्युत आवेश होता है। इस अंतर को झिल्ली क्षमता कहा जाता है ।

जब एक न्यूरॉन आराम करने की क्षमता में होता है, तो इसका मतलब है कि उसके विद्युत आवेश को उत्तेजक या निरोधात्मक सिनैप्टिक क्षमता द्वारा परिवर्तित नहीं किया जाता है।

दूसरी ओर, जब अन्य क्षमताएँ इसे प्रभावित करती हैं, तो झिल्ली क्षमता कम हो सकती है। इसे विध्रुवण के रूप में जाना जाता है ।

इसके विपरीत, जब झिल्ली क्षमता अपनी सामान्य क्षमता के संबंध में बढ़ जाती है, तो हाइपरपोलराइजेशन नामक एक घटना होती है ।

जब झिल्ली क्षमता का एक बहुत तेजी से उलटा अचानक होता है, तो एक कार्रवाई क्षमता होती है । इसमें एक संक्षिप्त विद्युत आवेग होता है, जो उस संदेश में अनुवादित होता है जो न्यूरॉन के अक्षतंतु के माध्यम से यात्रा करता है। यह सेल बॉडी में शुरू होता है, टर्मिनल बटन तक पहुंचता है।

तंत्रिका आवेग नीचे अक्षतंतु की यात्रा करता है

महत्वपूर्ण रूप से, एक क्रिया क्षमता होने के लिए, विद्युत परिवर्तनों को एक सीमा तक पहुंचना चाहिए, जिसे उत्तेजना दहलीज कहा जाता है । यह झिल्ली क्षमता का मूल्य है जो आवश्यक रूप से होने वाली कार्रवाई क्षमता के लिए पहुंचना चाहिए।

एक रासायनिक अन्तर्ग्रथन का योजनाबद्ध

आयन स्तरों में क्रिया क्षमता और परिवर्तन

एक कार्रवाई क्षमता के दौरान न्यूरॉन की झिल्ली पारगम्यता। आराम करने वाली स्थिति (1), सोडियम और पोटेशियम आयन झिल्ली से नहीं गुजर सकते हैं, और न्यूरॉन के अंदर एक नकारात्मक चार्ज होता है। न्यूरॉन का अवक्षेपण (2) सोडियम चैनल को सक्रिय करता है, जिससे सोडियम आयन न्यूरॉन की झिल्ली से होकर गुजरते हैं। पुनरावृत्ति (3), जहां सोडियम चैनल बंद हो जाते हैं और पोटेशियम चैनल खुल जाते हैं, पोटेशियम आयन झिल्ली को पार करते हैं। आग रोक अवधि (4) में, झिल्ली संभावित पोटेशियम चैनलों के करीब होने पर आराम की स्थिति में लौटता है। स्रोत: एक्शन पोटेंशियल.पीएफ और एक्शन पोटेंशिअल के दौरान न्यूरॉन की झिल्ली की पारगम्यता, CThompson02

सामान्य परिस्थितियों में, न्यूरॉन अंदर सोडियम (Na +) प्राप्त करने के लिए तैयार है। हालांकि, इसकी झिल्ली इस आयन के लिए बहुत पारगम्य नहीं है।

इसके अलावा, प्रसिद्ध "सोडियम-पोटेशियम ट्रांसपोर्टर्स" में कोशिका झिल्ली में पाया जाने वाला प्रोटीन होता है जो सोडियम आयनों को हटाने और इसमें पोटेशियम आयनों को शामिल करने के लिए जिम्मेदार होता है। विशेष रूप से, प्रत्येक 3 सोडियम आयनों के लिए यह अर्क देता है, यह दो पोटेशियम आयनों का परिचय देता है।

ये ट्रांसपोर्टर सेल के भीतर सोडियम का स्तर कम रखते हैं। यदि सेल की पारगम्यता बढ़ गई और अधिक सोडियम ने इसे अचानक दर्ज किया, तो झिल्ली क्षमता मौलिक रूप से बदल जाएगी। जाहिर है, यह वह है जो एक एक्शन पोटेंशिअल को ट्रिगर करता है।

विशेष रूप से, सोडियम के लिए झिल्ली की पारगम्यता में वृद्धि होगी, ये न्यूरॉन में प्रवेश करते हैं। जबकि, एक ही समय में, यह पोटेशियम आयनों को कोशिका छोड़ने की अनुमति देगा।

पारगम्यता में ये परिवर्तन कैसे होते हैं?

कोशिकाओं ने अपने झिल्ली में आयन चैनल नामक कई प्रोटीनों को एम्बेड किया है । इनमें ऐसे उद्घाटन होते हैं जिनके माध्यम से आयन कोशिकाओं में प्रवेश या छोड़ सकते हैं, हालांकि वे हमेशा खुले नहीं होते हैं। कुछ घटनाओं के अनुसार चैनल बंद या खोले जाते हैं।

आयन चैनल कई प्रकार के होते हैं, और प्रत्येक को विशेष रूप से कुछ विशेष प्रकार के आयनों के संचालन के लिए विशिष्ट किया जाता है।

उदाहरण के लिए, एक खुला सोडियम चैनल प्रति सेकंड 100 मिलियन से अधिक आयनों को पारित कर सकता है।

एक्शन पोटेंशिअल कैसे उत्पन्न होते हैं?

न्यूरॉन्स विद्युत रूप से सूचना प्रसारित करते हैं। इसका मतलब है कि रसायन विद्युत संकेतों का उत्पादन करते हैं।

इन रसायनों में एक विद्युत आवेश होता है, जिसके कारण इन्हें आयन कहा जाता है। तंत्रिका तंत्र में सबसे महत्वपूर्ण सोडियम और पोटेशियम होते हैं, जिनका सकारात्मक चार्ज होता है। कैल्शियम के अलावा (2 सकारात्मक चार्ज) और क्लोरीन (एक नकारात्मक चार्ज)।

झिल्ली क्षमता में परिवर्तन

एक्शन पोटेंशिअल होने का पहला चरण कोशिका की झिल्ली क्षमता में बदलाव है। यह परिवर्तन उत्तेजना सीमा से अधिक होना चाहिए।

विशेष रूप से, झिल्ली क्षमता में कमी होती है, जिसे विध्रुवण कहा जाता है।

सोडियम चैनल खोलना

नतीजतन, सोडियम चैनल झिल्ली में खुले होते हैं, जिससे सोडियम बड़े पैमाने पर न्यूरॉन में प्रवेश कर सकता है। ये प्रसार बलों और इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव से प्रेरित होते हैं।

चूंकि सोडियम आयन सकारात्मक रूप से चार्ज होते हैं, वे झिल्ली क्षमता में तेजी से बदलाव का कारण बनते हैं।

पोटेशियम चैनल खोलना

अक्षतंतु झिल्ली में सोडियम और पोटेशियम दोनों चैनल होते हैं। हालांकि, बाद को बाद में खोला जाता है, क्योंकि वे कम संवेदनशील होते हैं। यही है, उन्हें खोलने के लिए उच्च स्तर के विध्रुवण की आवश्यकता होती है और इसीलिए वे बाद में खुलते हैं।

सोडियम चैनलों को बंद करना

एक समय आता है जब कार्रवाई क्षमता अपने अधिकतम मूल्य तक पहुंच जाती है। इस अवधि से, सोडियम चैनल अवरुद्ध और बंद हो जाते हैं।

वे अब फिर से नहीं खोल सकते हैं जब तक कि झिल्ली फिर से अपनी आराम क्षमता तक नहीं पहुंच जाती। परिणामस्वरूप, कोई और सोडियम न्यूरॉन में प्रवेश नहीं कर सकता है।

पोटेशियम चैनल बंद

हालांकि, पोटेशियम चैनल खुले रहते हैं। यह पोटेशियम आयनों को सेल के माध्यम से प्रवाह करने की अनुमति देता है।

विसरण और इलेक्ट्रोस्टैटिक दबाव के कारण, चूंकि अक्षतंतु का आंतरिक रूप से चार्ज किया जाता है, पोटेशियम आयनों को सेल से बाहर धकेल दिया जाता है। इस प्रकार, झिल्ली क्षमता अपने सामान्य मूल्य को ठीक करती है। बहुत कम, पोटेशियम चैनल बंद हो रहे हैं।

पिंजरों के इस निकास से झिल्ली क्षमता अपने सामान्य मूल्य को पुनर्प्राप्त करने का कारण बनती है। जब ऐसा होता है, तो पोटेशियम चैनल फिर से बंद होने लगते हैं।

जैसे ही झिल्ली क्षमता अपने सामान्य मूल्य पर पहुंचती है, पोटेशियम चैनल पूरी तरह से बंद हो जाते हैं। कुछ हद तक बाद में, सोडियम चैनलों को खोलने के लिए एक और विध्रुवण के लिए तैयार किया जाता है।

अंत में, सोडियम-पोटेशियम ट्रांसपोर्टर्स उस सोडियम को स्रावित करते हैं जो दर्ज किए गए पोटेशियम को पुनर्प्राप्त करते हैं और पहले छोड़ चुके थे।

अक्षतंतु के माध्यम से सूचना कैसे फैलती है?

एक न्यूरॉन के हिस्से। स्रोत: कोई मशीन-पठनीय लेखक प्रदान नहीं किया गया। NickGorton ~ commonswiki ग्रहण किया (कॉपीराइट दावों के आधार पर)

अक्षतंतु में न्यूरॉन का एक हिस्सा होता है, न्यूरॉन का एक केबल जैसा विस्तार होता है। वे न्यूरॉन्स की अनुमति देने के लिए बहुत लंबे हो सकते हैं जो शारीरिक रूप से बहुत दूर हैं एक दूसरे से जुड़ने और जानकारी भेजने के लिए।

कार्रवाई की क्षमता अक्षतंतु के साथ फैलती है और अगले सेल में संदेश भेजने के लिए टर्मिनल बटन तक पहुंचती है। यदि हमने अक्षतंतु के विभिन्न क्षेत्रों में कार्रवाई क्षमता की तीव्रता को मापा, तो हम पाएंगे कि इसकी तीव्रता सभी क्षेत्रों में समान है।

सभी या कुछ भी नहीं कानून

ऐसा इसलिए होता है क्योंकि अक्षीय चालन एक मौलिक नियम का अनुसरण करता है: सभी या कुछ भी नहीं का कानून। यही है, एक कार्रवाई क्षमता दी जाती है या नहीं। एक बार शुरू होने के बाद, यह पूरे अक्षतंतु के माध्यम से अपने अंत तक यात्रा करता है, हमेशा एक ही आकार को बनाए रखता है, यह बढ़ता या घटता नहीं है। इसके अलावा, यदि एक अक्षतंतु बाहर निकलता है, तो कार्रवाई क्षमता विभाजित होती है, लेकिन यह अपने आकार को बनाए रखता है।

एक्शन पोटेंशिअल अक्षतंतु के अंत में शुरू होता है जो न्यूरॉन के सोमा से जुड़ा होता है। वे आमतौर पर केवल एक ही दिशा में यात्रा करते हैं।

कार्रवाई और व्यवहार क्षमता

आप इस बिंदु पर सोच रहे होंगे: यदि एक्शन पोटेंशिअल ऑल-ऑर-नथिंग प्रक्रिया है, तो मांसपेशियों के संकुचन जैसे कुछ व्यवहार कैसे होते हैं जो तीव्रता के विभिन्न स्तरों के बीच भिन्न हो सकते हैं? यह आवृत्ति के नियम से होता है।

आवृत्ति का नियम

क्या होता है कि एक भी कार्रवाई क्षमता सीधे जानकारी प्रदान नहीं करती है। इसके बजाय, सूचना एक अक्षतंतु के निर्वहन आवृत्ति या फायरिंग दर से निर्धारित होती है। यही है, आवृत्ति जिस पर एक्शन पोटेंशिअल होते हैं। इसे "आवृत्ति के नियम" के रूप में जाना जाता है।

इस प्रकार, एक्शन पोटेंशिअल की एक उच्च आवृत्ति बहुत तीव्र मांसपेशी संकुचन को जन्म देती है।

वही धारणा का सच है। उदाहरण के लिए, कब्जा करने के लिए एक बहुत ही उज्ज्वल दृश्य उत्तेजना, आंखों से जुड़े अक्षों में एक उच्च "फायरिंग दर" का उत्पादन करना चाहिए। इस तरह, एक्शन पोटेंशिअल की आवृत्ति एक शारीरिक उत्तेजना की तीव्रता को दर्शाती है।

इसलिए, सभी या कुछ भी का कानून आवृत्ति के कानून द्वारा पूरक है।

सूचना विनिमय के अन्य रूप

एक्शन पोटेंशिअल केवल इलेक्ट्रिकल सिग्नल्स के वर्ग नहीं होते हैं जो न्यूरॉन्स में होते हैं। उदाहरण के लिए, एक अन्तर्ग्रथन में सूचना भेजने से डेटा प्राप्त करने वाले न्यूरॉन की झिल्ली में एक छोटा विद्युत आवेग आ जाता है।

एक सिनैप्स की योजना। स्रोत: थॉमस स्पैलेटस्टोसेर (www.scistyle.com)

कभी-कभी एक एक्शन पोटेंशिअल पैदा करने के लिए थोड़ा कमजोर होना भी झिल्ली क्षमता को थोड़ा बदल सकता है।

हालाँकि, यह परिवर्तन धीरे-धीरे कम हो जाता है क्योंकि यह अक्षतंतु के माध्यम से यात्रा करता है। इस प्रकार के सूचना प्रसारण में, न तो सोडियम और न ही पोटेशियम चैनल खुलते हैं या बंद होते हैं।

इस प्रकार, अक्षतंतु एक पनडुब्बी केबल की तरह काम करता है। जैसे ही सिग्नल इसके माध्यम से प्रसारित होता है, इसका आयाम कम हो जाता है। यह नीचे की ओर चालन के रूप में जाना जाता है, और यह अक्षतंतु की विशेषताओं के कारण होता है।

एक्शन पोटेंशिअल और मायलिन

लगभग सभी स्तनधारियों के अक्षतंतु माइलिन में ढंके होते हैं। यही है, उनके पास एक पदार्थ से घिरा हुआ खंड है जो तंत्रिका चालन की अनुमति देता है, जिससे यह तेज हो जाता है। एक्सेल्यूलर तरल पदार्थ तक पहुंचने के बिना माइलिन अक्षतंतु के चारों ओर जमा होता है।

ऑलिगोडेंड्रोसाइट्स नामक कोशिकाओं द्वारा केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में मायलिन का उत्पादन किया जाता है। जबकि, परिधीय तंत्रिका तंत्र में, यह श्वान कोशिकाओं द्वारा निर्मित होता है।

माइलिन खंड, जिसे माइलिन म्यान के रूप में जाना जाता है, अक्षतंतु के नंगे क्षेत्रों द्वारा एक दूसरे से विभाजित होते हैं। इन क्षेत्रों को रणवीर के पिंड कहा जाता है और वे बाह्य तरल पदार्थ के संपर्क में हैं।

एक्शन पोटेंशिअल को एक अनिमेलिनेटेड एक्सॉन (जो मायलिन में कवर नहीं किया गया है) की तुलना में एक मायेलिनेटेड में प्रेषित होता है।

वायर के गुणों के कारण ऐक्शन पोटेंशिअल माइलिन से ढके एक्सोनल झिल्ली के माध्यम से यात्रा कर सकता है। इस तरह से अक्षतंतु, उस स्थान से विद्युत परिवर्तन का संचालन करता है जहां कार्रवाई क्षमता रणवीर के अगले नोड तक होती है।

यह परिवर्तन थोड़ा बंद हो जाता है, लेकिन अगले नोड में एक कार्रवाई क्षमता पैदा करने के लिए पर्याप्त मजबूत है। फिर इस क्षमता को रणवीर के प्रत्येक नोड में ट्रिगर किया जाता है या दोहराया जाता है, अपने आप को पूरे क्षेत्र में अगले नोड तक पहुंचाता है।

इस तरह की कार्य क्षमता के चालन को लवण चालन कहा जाता है। इसका नाम लैटिन "सॉल्टेयर" से आया है, जिसका अर्थ है "नृत्य"। अवधारणा इसलिए है क्योंकि आवेग नोड से नोड में कूदता है।

कार्रवाई क्षमता संचारित करने के लिए लवण चालन के लाभ

इस प्रकार की ड्राइविंग के अपने फायदे हैं। सबसे पहले, ऊर्जा बचाने के लिए। सोडियम-पोटेशियम ट्रांसपोर्टर्स एक्शन पोटेंशिअल के दौरान एक्सॉन के अंदर से अतिरिक्त सोडियम खींचने में बहुत ऊर्जा खर्च करते हैं।

ये सोडियम-पोटेशियम ट्रांसपोर्टर्स अक्षतंतु के क्षेत्रों में स्थित हैं जो माइलिन द्वारा कवर नहीं किए जाते हैं। हालांकि, एक मायेलिनेटेड अक्षतंतु में, सोडियम केवल रणवीर के नोड्स में प्रवेश कर सकता है। इस वजह से, बहुत कम सोडियम प्रवेश करता है, और इस वजह से, कम सोडियम बाहर पंप किया जाना चाहिए, इसलिए सोडियम-पोटेशियम ट्रांसपोर्टरों को कम काम करना पड़ता है।

माइलिन का एक और लाभ गति है। माइलिनटेड अक्षतंतु में एक एक्शन पोटेंशिअल तेजी से किया जाता है, क्योंकि आवेग पूरे अक्षतंतु से गुजरने के बिना एक नोड से दूसरे नोड में "कूदता है"।

गति में यह वृद्धि जानवरों को सोचने और तेजी से प्रतिक्रिया करने का कारण बनती है। अन्य जीवित प्राणियों, जैसे कि स्क्विड, में माइलिन के बिना अक्षतंतु होते हैं जो अपने आकार में वृद्धि के कारण गति प्राप्त करते हैं। स्क्वीड एक्सोन में एक बड़ा व्यास (लगभग 500 माइक्रोन) है, जो उन्हें तेजी से (लगभग 35 मीटर प्रति सेकंड) यात्रा करने की अनुमति देता है।

हालांकि, उसी गति से एक्शन पोटेंशिअल बिल्लियों के अक्षतंतु में यात्रा करते हैं, हालांकि इनमें केवल 6 माइक्रोन का व्यास होता है। क्या होता है कि इन अक्षतंतुओं में माइलिन होता है।

एक माइलिनेटेड एक्सॉन 20 माइक्रोन के व्यास के साथ लगभग 432 किलोमीटर प्रति घंटे की गति से कार्रवाई क्षमता का संचालन कर सकता है।

संदर्भ

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