उत्तेजना-संकुचन युग्मन

उत्तेजना-संकुचन युग्मन वह प्रक्रिया है जो हृदय कोशिका की विद्युत क्रिया क्षमता को उसके यांत्रिक संकुचन से जोड़ती है। हृदय की मांसपेशियों में मुख्य मध्यस्थ कैल्शियम है: विध्रुवण कोशिका झिल्ली के पार थोड़ी मात्रा में कैल्शियम को प्रवेश करने देता है, जो सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम के एक बड़े भंडार को छोड़ने के लिए प्रेरित करता है, और इंट्रासेलुलर कैल्शियम में यह वृद्धि संकुचन तंत्र को सक्रिय करती है।

Definition

हृदय में उत्तेजना-संकुचन युग्मन घटनाओं की वह श्रृंखला है जिसके द्वारा हृदय की क्रिया क्षमता इंट्रासेलुलर कैल्शियम में वृद्धि को ट्रिगर करती है जो संकुचनशील प्रोटीन को सक्रिय करती है, मुख्य रूप से एल-प्रकार कैल्शियम चैनलों के माध्यम से कैल्शियम प्रवेश के माध्यम से जो सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज को उत्तेजित करता है।

Scope

यह प्रविष्टि झिल्ली विध्रुवण से मायोफिलामेंट सक्रियण तक के अनुक्रम, कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज की केंद्रीय भूमिका, इसमें शामिल संरचनाओं (टी-ट्यूबल, एल-प्रकार कैल्शियम चैनल, रयानोडाइन रिसेप्टर्स, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम), और विश्राम के लिए कैल्शियम को बहाल करने वाले तंत्रों को शामिल करती है। यह एक शरीर विज्ञान संदर्भ है और नैदानिक ​​मामले के रूप में संकुचन संबंधी शिथिलता को संबोधित नहीं करता है।

Core questions

• एक विद्युत क्रिया क्षमता मांसपेशियों के संकुचन का कारण कैसे बनती है?
• कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज क्या है?
• कौन सी संरचनाएं और प्रोटीन कैल्शियम सिग्नल ले जाते हैं?
• कोशिका को आराम करने के लिए कैल्शियम को कैसे हटाया जाता है?

Key concepts

• कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज
• एल-प्रकार कैल्शियम चैनल
• रयानोडाइन रिसेप्टर्स
• सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम और कैल्शियम भंडार
• टी-ट्यूबल और डायडिक क्लेफ्ट
• SERCA कैल्शियम पुनःअवशोषण
• सोडियम-कैल्शियम एक्सचेंजर
• कैल्शियम क्षणिक

Key theories

कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज

क्रिया क्षमता के दौरान एल-प्रकार कैल्शियम चैनलों के माध्यम से कैल्शियम का एक छोटा सा प्रवाह रयानोडाइन रिसेप्टर्स के माध्यम से सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम की एक बहुत बड़ी मात्रा को छोड़ने के लिए प्रेरित करता है, जिससे संकुचन को सक्रिय करने वाले सिग्नल को बढ़ाया जाता है।

Mechanisms

जब क्रिया क्षमता झिल्ली को विध्रुवित करती है, तो टी-ट्यूबल में वोल्टेज-गेटेड एल-प्रकार कैल्शियम चैनल खुलते हैं और थोड़ी मात्रा में आंतरिक कैल्शियम प्रवाह की अनुमति देते हैं। संकीर्ण डायडिक क्लेफ्ट में यह ट्रिगर कैल्शियम आसन्न सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम पर रयानोडाइन रिसेप्टर्स को सक्रिय करता है, जो साइटोसोल में संग्रहीत कैल्शियम की एक बहुत बड़ी मात्रा को छोड़ते हैं, इस प्रक्रिया को कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज कहा जाता है। परिणामी कैल्शियम क्षणिक कैल्शियम को पतले फिलामेंट्स पर ट्रोपोनिन C से बांधने की अनुमति देता है, जिससे अवरोध दूर होता है और एक्टिन-मायोसिन क्रॉस-ब्रिज साइक्लिंग और संकुचन की अनुमति मिलती है। विश्राम तब होता है जब कैल्शियम को साइटोसोल से हटा दिया जाता है: अधिकांश को SERCA पंप द्वारा सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में वापस पंप किया जाता है, जबकि शेष को मुख्य रूप से सोडियम-कैल्शियम एक्सचेंजर द्वारा कोशिका झिल्ली के पार बाहर निकाला जाता है, जिससे अगली धड़कन के लिए कम आराम कैल्शियम बहाल होता है। जारी कैल्शियम की मात्रा, और इस प्रकार संकुचन की शक्ति को संशोधित किया जा सकता है, जो विद्युत गतिविधि को श्रेणीबद्ध यांत्रिक उत्पादन से जोड़ता है।

Clinical relevance

उत्तेजना-संकुचन युग्मन के कैल्शियम-हैंडलिंग चरण हृदय संकुचनशीलता के शरीर विज्ञान को रेखांकित करते हैं और यह समझने के लिए एक ढांचा प्रदान करते हैं कि संकुचन बल को कैसे विनियमित किया जाता है। यह प्रविष्टि सामान्य सेलुलर शरीर विज्ञान का वर्णन करती है और शैक्षिक पृष्ठभूमि है, न कि व्यक्तिगत निदान या उपचार का आधार।

History

यह विचार कि कोशिका के भीतर जारी कैल्शियम उत्तेजना को संकुचन से जोड़ता है, बीसवीं सदी के मांसपेशी शरीर विज्ञान के माध्यम से विकसित हुआ, और कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज की विशिष्ट अवधारणा को हृदय की मांसपेशियों के लिए एक तंत्र के रूप में स्थापित किया गया था जो छोटे ट्रिगर कैल्शियम प्रवाह को बढ़ाता है। बाद के काम ने एल-प्रकार कैल्शियम चैनल, रयानोडाइन रिसेप्टर, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम, और कैल्शियम-हटाने वाले मार्गों को अब-मानक विवरण में एकीकृत किया जो आधुनिक समीक्षाओं में संक्षेप में प्रस्तुत किया गया है।

Key figures

• Donald Bers
• David Eisner
• Andrew Trafford
• Edward Lakatta

Seminal works

• bers-2002
• eisner-2017

Frequently asked questions

कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज क्या है?

यह वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा क्रिया क्षमता के दौरान एल-प्रकार चैनलों के माध्यम से प्रवेश करने वाला कैल्शियम की थोड़ी मात्रा रयानोडाइन रिसेप्टर्स को सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम का एक बहुत बड़ा भंडार जारी करने के लिए प्रेरित करती है, जो तब संकुचन को सक्रिय करता है।

संकुचन के बाद कोशिका कैसे आराम करती है?

कैल्शियम को साइटोसोल से हटा दिया जाता है, मुख्य रूप से SERCA पंप द्वारा सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में वापस पंप किया जाता है और आंशिक रूप से सोडियम-कैल्शियम एक्सचेंजर द्वारा बाहर निकाला जाता है, ताकि कैल्शियम अब संकुचनशील प्रोटीन को सक्रिय न कर सके।