झिल्ली विभव और विद्युत संकेत

एक चयनात्मक रूप से पारगम्य झिल्ली के पार आयन सांद्रता में अंतर एक विद्युत वोल्टेज बनाता है जिसका उपयोग कोशिकाएं ऊर्जा भंडारण और तीव्र संकेत के लिए करती हैं।

Definition

झिल्ली विभव असमान आयन वितरण और चयनात्मक पारगम्यता से उत्पन्न होने वाला कोशिका झिल्ली के पार का विद्युत वोल्टेज है; विद्युत संकेत इस विभव में तीव्र परिवर्तनों का उपयोग है, जो आयन चैनलों द्वारा मध्यस्थ होता है, सूचना प्रसारित करने के लिए।

Scope

यह विषय बताता है कि आयन प्रवणता और चयनात्मक पारगम्यता कैसे विश्राम झिल्ली विभव स्थापित करती हैं, कैसे नर्नस्ट और संबंधित संबंध संतुलन का वर्णन करते हैं, और कैसे वोल्टेज-गेटेड आयन चैनल उत्तेजित कोशिकाओं में क्रिया विभव जैसे पुनर्योजी विद्युत संकेत उत्पन्न करते हैं।

Core questions

• आयन प्रवणता और चयनात्मक पारगम्यता एक विश्राम विभव कैसे बनाते हैं?
• नर्नस्ट समीकरण आयन संतुलन के बारे में क्या वर्णन करता है?
• वोल्टेज-गेटेड चैनल क्रिया विभव कैसे उत्पन्न करते हैं?
• रासायनिक प्रसार की तुलना में विद्युत संकेत इतना तेज़ क्यों होता है?

Key theories

क्रिया विभव का हॉजकिन-हक्सले मॉडल

सोडियम और पोटेशियम चालकता में वोल्टेज-निर्भर परिवर्तन, मात्रात्मक रूप से वर्णित, क्रिया विभव के उत्थान और पतन और एक उत्तेजित झिल्ली के साथ इसके प्रसार के लिए जिम्मेदार हैं।

Mechanisms

आयन पंप सांद्रता प्रवणता बनाते हैं, और चयनात्मक रिसाव चैनल, मुख्य रूप से पोटेशियम के लिए विश्राम अवस्था में, आयनों को उनके संतुलन विभव के करीब पहुंचने की अनुमति देते हैं, जिससे कोशिका के अंदर एक नकारात्मक विश्राम विभव स्थापित होता है। उत्तेजित कोशिकाओं में, एक विध्रुवणकारी उद्दीपन वोल्टेज-गेटेड सोडियम चैनलों को खोलता है, जिससे तीव्र आंतरिक धारा और एक स्पाइक उत्पन्न होता है; ये फिर निष्क्रिय हो जाते हैं जबकि वोल्टेज-गेटेड पोटेशियम चैनल झिल्ली को पुनः ध्रुवीकृत करने के लिए खुलते हैं, और यह चक्र क्रिया विभव के रूप में फैलता है।

Clinical relevance

झिल्ली विभव तंत्रिका और मांसपेशी कोशिकाओं के कार्य करने के तरीके और प्रवणता में ऊर्जा भंडारण के लिए केंद्रीय है, जो कोशिका जीव विज्ञान को शरीर विज्ञान और जैवभौतिकी से जोड़ता है। यहां दिया गया उपचार वर्णनात्मक और गैर-निर्धारक है।

History

नर्नस्ट के संतुलन सिद्धांत ने यह बताया कि आयन प्रवणता कैसे वोल्टेज उत्पन्न करती है; हॉजकिन और हक्सले के 1952 के स्क्विड एक्सॉन धाराओं के मात्रात्मक मॉडल ने क्रिया विभव की आधुनिक समझ स्थापित की, और बाद में चैनल रिकॉर्डिंग ने उत्तेजना के आणविक आधार की पुष्टि की।

Key figures

• Alan Hodgkin
• Andrew Huxley
• Walther Nernst
• Bernard Katz

Seminal works

• hodgkin1952
• alberts2014

Frequently asked questions

विश्राम झिल्ली विभव क्या है?

यह एक कोशिका की झिल्ली के पार का स्थिर वोल्टेज है जब वह संकेत नहीं दे रही होती है, आमतौर पर अंदर नकारात्मक होता है, जो आयन प्रवणता और पोटेशियम जैसे आयनों के लिए झिल्ली की चयनात्मक पारगम्यता द्वारा उत्पन्न होता है।

क्रिया विभव को क्या ट्रिगर करता है?

पर्याप्त विध्रुवण वोल्टेज-गेटेड सोडियम चैनलों को खोलता है, जो झिल्ली विभव में एक तीव्र, आत्म-पुष्टि करने वाला परिवर्तन उत्पन्न करते हैं जो फिर कोशिका के साथ फैलता है।