कंकाल पेशी उत्तेजना-संकुचन युग्मन

उत्तेजना-संकुचन युग्मन उन घटनाओं का क्रम है जो पेशी झिल्ली पर एक विद्युत क्रिया क्षमता को संकुचन की यांत्रिक घटना से जोड़ता है। कंकाल पेशी में संकेत सतह झिल्ली के साथ और अनुप्रस्थ नलिकाओं में यात्रा करता है, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम के निकलने को ट्रिगर करता है, और वह कैल्शियम संकुचनकारी मशीनरी को चालू करता है।

Definition

उत्तेजना-संकुचन युग्मन वह शारीरिक प्रक्रिया है जिसके द्वारा कंकाल पेशी झिल्ली में एक क्रिया क्षमता को, अनुप्रस्थ नलिका में वोल्टेज संवेदन और सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम के निकलने के माध्यम से, संकुचनकारी उपकरण के सक्रियण में परिवर्तित किया जाता है।

Scope

यह विषय बताता है कि कंकाल पेशी क्रिया क्षमता को ट्रायड में कैसे महसूस किया जाता है, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम द्वारा कैल्शियम कैसे छोड़ा और पुनः प्राप्त किया जाता है, और कैल्शियम संकुचन को शुरू और समाप्त करने के लिए पतले फिलामेंट को कैसे नियंत्रित करता है। यह कंकाल पेशी में युग्मन प्रक्रिया का एक संदर्भ और शैक्षिक विवरण है, न कि नैदानिक ​​मार्गदर्शन।

Core questions

• सतह क्रिया क्षमता फाइबर के अंदर तक कैसे पहुँचती है?
• कंकाल पेशी में झिल्ली विध्रुवण को कैल्शियम रिलीज में कैसे बदला जाता है?
• कैल्शियम संकुचनकारी उपकरण को कैसे चालू और बंद करता है?
• विश्राम की अनुमति देने के लिए कैल्शियम को कैसे हटाया जाता है?

Key concepts

• अनुप्रस्थ (T) नलिका
• सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम
• ट्रायड जंक्शन
• डाइहाइड्रोपाइरिडीन रिसेप्टर (वोल्टेज सेंसर)
• रयानोडाइन रिसेप्टर (कैल्शियम रिलीज चैनल)
• ट्रोपोनिन-ट्रोपोमायोसिन विनियमन
• SERCA कैल्शियम पुनःअवशोषण और विश्राम

Key theories

पतले फिलामेंट का कैल्शियम विनियमन

साइटोप्लाज्म में जारी कैल्शियम ट्रोपोनिन C से जुड़ता है, ट्रोपोमायोसिन को एक्टिन पर मायोसिन-बाध्यकारी स्थलों से दूर ले जाता है और इस प्रकार क्रॉस-ब्रिज साइक्लिंग की अनुमति देता है; कैल्शियम को कम करने से स्विच उलट जाता है और विश्राम होता है।

ट्रायड में वोल्टेज-सेंसर / कैल्शियम-रिलीज युग्मन

अनुप्रस्थ नलिका का विध्रुवण डाइहाइड्रोपाइरिडीन रिसेप्टर द्वारा महसूस किया जाता है, जो कंकाल पेशी में सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम पर रयानोडाइन रिसेप्टर से यांत्रिक रूप से जुड़ा होता है, जिससे ट्रायड जंक्शन पर कैल्शियम रिलीज होता है।

Mechanisms

जब एक क्रिया क्षमता कंकाल पेशी फाइबर तक पहुँचती है, तो यह सतह झिल्ली के साथ और अनुप्रस्थ नलिकाओं के अंदर फैल जाती है, जो ट्रायड नामक संरचनाओं में सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम के टर्मिनल सिस्टर्नी के करीब चलती हैं। विध्रुवण को टी-नलिका झिल्ली में वोल्टेज-संवेदनकारी डाइहाइड्रोपाइरिडीन रिसेप्टर्स द्वारा पता लगाया जाता है, जो कंकाल पेशी में सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम पर रयानोडाइन रिसेप्टर्स से यांत्रिक रूप से जुड़े होते हैं; यह रयानोडाइन रिसेप्टर्स को खोलता है और संग्रहित कैल्शियम को साइटोप्लाज्म में छोड़ता है। कैल्शियम ट्रोपोनिन C से जुड़ता है, ट्रोपोमायोसिन को एक्टिन के मायोसिन-बाध्यकारी स्थलों से हटाता है और क्रॉस-ब्रिज चक्र और संकुचन की अनुमति देता है। विश्राम तब होता है जब कैल्शियम को SERCA कैल्शियम ATPase द्वारा सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में वापस पंप किया जाता है, जिससे साइटोप्लाज्मिक कैल्शियम कम हो जाता है ताकि ट्रोपोमायोसिन फिर से क्रॉस-ब्रिज गठन को अवरुद्ध कर दे।

Clinical relevance

चूंकि युग्मन विशिष्ट झिल्ली चैनलों और कैल्शियम-हैंडलिंग प्रोटीन पर निर्भर करता है, इसे समझना कैल्शियम रिलीज के विकारों और ट्रायड को प्रभावित करने वाली स्थितियों के लिए पृष्ठभूमि प्रदान करता है, और यह समझने के लिए कि थकान कैल्शियम हैंडलिंग को कैसे बदलती है। इसे संदर्भ शरीर विज्ञान के रूप में प्रस्तुत किया गया है, न कि नैदानिक ​​मानदंडों या उपचार सलाह के रूप में।

Evidence & guidelines

यह विवरण ट्रायड और कैल्शियम हैंडलिंग के संरचनात्मक और शारीरिक अध्ययनों और फ्रांज़िनी-आर्मस्ट्रांग और जोर्गेंसन (1994) और गॉर्डन और सहयोगियों (2000) जैसे आधिकारिक समीक्षाओं पर आधारित है। यह एक यांत्रिक मूल विज्ञान है न कि दिशानिर्देश-शासित नैदानिक ​​साक्ष्य; कुछ मूलभूत स्रोतों को संदर्भ द्वारा उद्धृत किया गया है जहां एक सत्यापित DOI उपलब्ध नहीं था।

History

संकुचनकारी प्रोटीन को सक्रिय करने वाले ट्रिगर के रूप में कैल्शियम की भूमिका 1960 के दशक में एबाशी और एंडो के ट्रोपोनिन-ट्रोपोमायोसिन प्रणाली पर किए गए कार्य से स्थापित हुई थी। ट्रायड में युग्मन का संरचनात्मक आधार, और टी-नलिका वोल्टेज सेंसर (डाइहाइड्रोपाइरिडीन रिसेप्टर) और सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम कैल्शियम-रिलीज चैनल (रयानोडाइन रिसेप्टर) के बीच साझेदारी, फ्रांज़िनी-आर्मस्ट्रांग के संरचनात्मक अध्ययनों और रियोस और अन्य के शारीरिक अध्ययनों के माध्यम से स्पष्ट की गई थी, जिससे कंकाल पेशी उत्तेजना-संकुचन युग्मन की आधुनिक तस्वीर मिली।

Debates

वोल्टेज सेंसर कैल्शियम रिलीज से कैसे जुड़ा है?

क्या कंकाल पेशी में रिलीज मुख्य रूप से डाइहाइड्रोपाइरिडीन और रयानोडाइन रिसेप्टर्स के बीच प्रत्यक्ष यांत्रिक युग्मन द्वारा संचालित होती है, बनाम हृदय पेशी में कैल्शियम-प्रेरित कैल्शियम रिलीज, एक केंद्रीय प्रश्न था जिसे कंकाल फाइबर के लिए यांत्रिक युग्मन के पक्ष में काफी हद तक हल किया गया था।

Key figures

• Clara Franzini-Armstrong
• Setsuro Ebashi
• Makoto Endo
• Eduardo Rios
• Andrew Gordon

Seminal works

• ebashi-endo-1968
• franzini-armstrong-1994
• gordon-2000

Frequently asked questions

उत्तेजना-संकुचन युग्मन क्या करता है?

यह पेशी झिल्ली की विद्युत क्रिया क्षमता को यांत्रिक संकुचन से जोड़ता है, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम के निकलने को ट्रिगर करके जो संकुचनकारी प्रोटीन को सक्रिय करता है।

पेशी संकुचन के लिए कैल्शियम क्यों केंद्रीय है?

कैल्शियम ट्रोपोनिन से जुड़ता है और ट्रोपोमायोसिन को एक्टिन बाध्यकारी स्थलों से हटाता है, जिससे मायोसिन क्रॉस-ब्रिज को चक्रित करने की अनुमति मिलती है। कैल्शियम को सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में वापस पंप करने से चक्र रुक जाता है और पेशी को आराम मिलता है।