थ्रेशोल्ड पोटेंशियल

थ्रेशोल्ड पोटेंशियल उत्तेजक कोशिकाओं की झिल्ली पर एक विशिष्ट आवेश अंतर का वर्णन करता है। यदि विध्रुवण के दौरान झिल्ली क्षमता एक निश्चित मूल्य तक कमजोर हो जाती है, तो वोल्टेज-निर्भर-अनुकूल चैनल के उद्घाटन के माध्यम से एक क्रिया क्षमता प्रेरित होती है। प्रत्येक मामले में प्राप्त किया जाने वाला मूल्य, जो एक एक्शन पोटेंशिअल की पीढ़ी के लिए आवश्यक है, ऑल-या-कुछ भी सिद्धांत के कारण उत्तेजना के संचालन के लिए आवश्यक है।

दहलीज क्षमता क्या है?

सेलुलर इंटीरियर को एक झिल्ली द्वारा आसपास के बाहरी माध्यम से अलग किया जाता है, जो केवल कुछ पदार्थों के लिए आंशिक रूप से पारगम्य है। इसका मतलब यह है कि आयन, यानी चार्ज किए गए कण, अनियंत्रित तरीके से उनके माध्यम से नहीं गुजर सकते हैं। सेल के अंदर और बाहर के बीच आयनों के असमान वितरण के कारण, एक औसत दर्जे का विद्युत रासायनिक क्षमता का निर्माण होता है, जिसे थ्रेशोल्ड संभावित कहा जाता है।

जब तक सेल उत्तेजित नहीं होता है, तब तक यह आराम करने की झिल्ली नकारात्मक होती है। सेल में पहुंचने वाला विद्युत आवेग इसे सक्रिय करता है या इसे उत्तेजित अवस्था में रखता है। नकारात्मक आराम करने वाली झिल्ली क्षमता को एक परिवर्तित आयन पारगम्यता द्वारा चित्रित किया जाता है, अर्थात अधिक सकारात्मक। क्या एक तंत्रिका प्रतिक्रिया होती है यह इस पूर्व-विध्रुवण की सीमा पर निर्भर करता है। ऑल-एंड-नथिंग सिद्धांत के अनुसार, एक एक्शन पोटेंशिअल तभी बनता है, जब एक महत्वपूर्ण आलोचनात्मक मूल्य पहुँच जाता है या उससे अधिक हो जाता है। नहीं तो कुछ नहीं होता। क्रिया क्षमता के माध्यम से उत्तेजना के संचालन के लिए आवश्यक इस विशिष्ट मूल्य को दहलीज क्षमता कहा जाता है।

कार्य और कार्य

सभी आवक उत्तेजना आवेगों के लिए संपर्क का बिंदु अक्षतंतु टीला है। यह उस जगह को चिह्नित करता है जहां कार्रवाई की क्षमता बनती है, क्योंकि वोल्टेज-निर्भर आयन चैनलों के विशेष रूप से उच्च घनत्व के कारण अन्य झिल्ली वर्गों की तुलना में थ्रेशोल्ड क्षमता कम है।

जैसे ही थ्रेशोल्ड की क्षमता पूर्व-विध्रुवण के दौरान पहुँच जाती है या अधिक हो जाती है, एक प्रकार की श्रृंखला प्रतिक्रिया होती है। बड़ी संख्या में वोल्टेज पर निर्भर सोडियम आयन चैनल अचानक खुलते हैं। वोल्टेज ढाल के साथ अस्थाई, हिमस्खलन जैसी सोडियम इनफ़्लुएंज़ा, टिकी हुई झिल्ली क्षमता के पूर्ण पतन तक के विध्रुवण को तेज करती है। एक एक्शन पोटेंशिअल की स्थापना की गई है, अर्थातएक मिलीसेकंड के बारे में, सेल के अंदर अधिक सकारात्मक शुल्क ध्रुवीयता के उलट होने का कारण बनता है।

एक एक्शन पोटेंशिअल को सफलतापूर्वक ट्रिगर करने के बाद, मूल झिल्ली क्षमता को धीरे-धीरे बहाल किया जाता है। जबकि सोडियम प्रवाह धीमा है, देरी से पोटेशियम चैनल खुलते हैं। बढ़ती पोटेशियम का बहिर्वाह घटते सोडियम प्रवाह के लिए क्षतिपूर्ति करता है और विध्रुवण का प्रतिकार करता है। इस तथाकथित पुनरावृत्ति के दौरान, झिल्ली क्षमता फिर से नकारात्मक हो जाती है और यहां तक ​​कि संक्षेप में आराम करने की क्षमता के मूल्य से नीचे गिर जाती है।

सोडियम-पोटेशियम पंप तब मूल आयन वितरण को पुनर्स्थापित करता है। उत्तेजना अक्षतंतु के माध्यम से अगले तंत्रिका या मांसपेशियों की कोशिका के रूप में फैलती है।

उत्तेजना चालन एक स्थिर तंत्र में होता है। विध्रुवण के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए, पड़ोसी आयन उस स्थान पर चले जाते हैं जहां कार्रवाई की संभावना बनती है। आयनों के इस प्रवासन से पड़ोसी क्षेत्र में एक विध्रुवण भी हो जाता है, जो थ्रेसहोल्ड क्षमता तक पहुंचने में देरी के साथ एक नई कार्रवाई क्षमता को प्रेरित करता है।

माइलिन के बिना न्यूरॉन्स में, झिल्ली के साथ उत्तेजना का एक निरंतर संचरण मनाया जा सकता है, जबकि उत्तेजना रिंग से रिंग में तंत्रिका तंतुओं में कूदती है जो माइलिन म्यान से घिरे होते हैं। झिल्ली का विशेष खंड, जिस पर क्रिया क्षमता ट्रिगर होती है, तब तक उत्तेजित नहीं किया जा सकता है जब तक कि आराम करने वाली झिल्ली क्षमता को बहाल नहीं किया जाता है, जो उत्तेजना को केवल एक दिशा में पारित करने की अनुमति देता है।

बीमारियाँ और बीमारियाँ

थ्रेशोल्ड पोटेंशिअल एक्शन पोटेंशिअल के निर्माण के लिए आवश्यक है, जिस पर अंततः तंत्रिका आवेगों या उत्तेजना का संपूर्ण संचरण आधारित है। चूंकि सभी शारीरिक कार्यों के लिए उत्तेजना का प्रवाह आवश्यक है, इसलिए इस संवेदनशील इलेक्ट्रोफिजियोलॉजी की कोई भी गड़बड़ी शारीरिक सीमाओं को जन्म दे सकती है।

हाइपोकैलेमिया, यानी एक पोटेशियम की कमी, विध्रुवण पर धीमा प्रभाव डालती है और आराम झिल्ली क्षमता को कमजोर करके पुनरावृत्ति को तेज करती है, जो उत्तेजना की धीमी चालन और मांसपेशियों की कमजोरी या पक्षाघात के जोखिम से जुड़ी होती है। तंत्रिका तंतुओं (जैसे मल्टीपल स्केलेरोसिस) के माइलिन म्यान को नुकसान पहुंचाने वाली बीमारियों में, अंतर्निहित पोटेशियम चैनल उजागर होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कोशिका के अंदर से पोटेशियम आयनों का अनियंत्रित बहिर्वाह होता है और इस तरह कार्रवाई की पूर्ण अनुपस्थिति या कमजोर पड़ती है।

इसके अलावा, सोडियम और पोटेशियम के लिए चैनल प्रोटीन में आनुवंशिक उत्परिवर्तन, प्रभावित चैनलों के स्थान के आधार पर, भिन्न डिग्री के कार्यात्मक हानि पैदा कर सकता है। उदाहरण के लिए, आंतरिक कान में पोटेशियम चैनलों के दोष आंतरिक कान सुनवाई हानि के साथ जुड़े हुए हैं। कंकाल की मांसपेशियों में पैथोलॉजिकल रूप से परिवर्तित सोडियम चैनल तथाकथित मायोटोनिया का कारण बनते हैं, जो कि बढ़े हुए या निरंतर तनाव और मांसपेशियों के विश्राम में देरी की विशेषता है। इसका कारण सोडियम चैनलों का एक अपर्याप्त बंद या रुकावट है और इस प्रकार अत्यधिक कार्रवाई क्षमता की पीढ़ी है।

दिल की मांसपेशियों में सोडियम या पोटेशियम चैनलों का एक विघटन अतालता को ट्रिगर कर सकता है, अर्थात हृदय की अतालता जैसे कि एक बढ़ी हुई हृदय गति (टैचीकार्डिया), क्योंकि हृदय में केवल उत्तेजना का सही चालन एक स्थिर, स्वतंत्र हृदय ताल की गारंटी देता है। टैचीकार्डिया के मामले में, संचरण श्रृंखला के भीतर विभिन्न तत्वों को परेशान किया जा सकता है: उदाहरण के लिए स्वत: विध्रुवण की लय या मांसपेशियों की कोशिकाओं के विध्रुवण के अस्थायी युग्मन या बाकी चरणों की कमी के कारण उत्तेजना की आवृत्ति।

एक नियम के रूप में, थेरेपी सोडियम चैनल ब्लॉकर्स के साथ की जाती है, जो सोडियम की आमद को रोकती है और इस प्रकार एक तरफ झिल्ली क्षमता को स्थिर करती है और दूसरी तरफ कोशिका के पुन: उत्थान में देरी करती है। सिद्धांत रूप में, सभी प्रकार के आयन चैनल चुनिंदा रूप से अवरुद्ध हो सकते हैं। वोल्टेज-निर्भर सोडियम चैनलों के मामले में, यह तथाकथित स्थानीय एनेस्थेटिक्स के माध्यम से किया जाता है। लेकिन न्यूरोटॉक्सिन जैसे कि मांबा का जहर (डेंड्रोटॉक्सिन) या पफर मछली (टेट्रोडोटॉक्सिन) का जहर सोडियम इनफ्लक्स को रोककर और एक एक्शन पोटेंशिअल के विकास को रोककर सेल की उत्तेजना को कम या बंद कर सकता है।