मांसपेशी और गतिशीलता
पशु रासायनिक ऊर्जा को गति में कैसे बदलते हैं: मांसपेशियों के संकुचन की आणविक मशीनरी और तैरने, उड़ने, दौड़ने और रेंगने की यांत्रिकी।
Definition
मांसपेशी संकुचनशील ऊतक है जो एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स की परस्पर क्रिया द्वारा बल और गति उत्पन्न करता है, और गतिशीलता एक जानवर का अपने पर्यावरण के माध्यम से स्व-चालित संचलन है, जो कंकाल या हाइड्रोस्टेटिक समर्थन पर मांसपेशियों की क्रिया द्वारा प्राप्त होता है।
Scope
यह क्षेत्र मांसपेशियों और गति की तुलनात्मक शरीर विज्ञान को शामिल करता है: मांसपेशियों की संरचना और संकुचन की स्लाइडिंग-फिलामेंट क्रियाविधि, मांसपेशियों के रेशों की ऊर्जा और प्रकार, बायोमैकेनिक्स जो मांसपेशियों के बल को गति में बदलता है, और गतिशीलता के विविध तरीके और उनकी दक्षता। यह आणविक, कोशिकीय और पूरे-पशु स्तरों और शरीर के आकार और माध्यम के अनुसार गति के मिलान के तरीके को फैलाता है। कवरेज नैदानिक के बजाय तुलनात्मक और यांत्रिक है।
Sub-topics
Core questions
- मांसपेशी रासायनिक ऊर्जा को बल और छोटा करने में कैसे परिवर्तित करती है?
- मांसपेशी के रेशे गति, थकान प्रतिरोध और ऊर्जा आपूर्ति में कैसे भिन्न होते हैं?
- मांसपेशी बल को कंकाल और अंगों द्वारा उपयोगी गति में कैसे बदला जाता है?
- गतिशीलता के कौन से तरीके विकसित हुए हैं, और क्या चीज़ गति को कुशल बनाती है?
Key theories
- संकुचन का स्लाइडिंग-फिलामेंट सिद्धांत
- मांसपेशी इसलिए छोटी नहीं होती क्योंकि उसके फिलामेंट छोटे होते हैं, बल्कि इसलिए कि एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट एक दूसरे के ऊपर सरकते हैं, यह एक मॉडल है जिसे संकुचनशील मांसपेशी के माइक्रोस्कोपी से दो समूहों द्वारा स्वतंत्र रूप से प्रस्तावित किया गया था।
- क्रॉस-ब्रिज साइक्लिंग
- बल और स्लाइडिंग मायोसिन हेड द्वारा उत्पन्न होते हैं जो बार-बार एक्टिन से जुड़ते हैं, खींचते हैं, अलग होते हैं और एटीपी हाइड्रोलिसिस द्वारा संचालित और कैल्शियम द्वारा विनियमित एक चक्र में फिर से जुड़ते हैं, जो मांसपेशियों के यांत्रिक गुणों के लिए जिम्मेदार है।
Mechanisms
धारीदार मांसपेशी सार्कोमेयर से बनी होती है जिसमें इंटरडिजिटेटिंग एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स एक दूसरे के ऊपर सरकते हैं जिससे रेशा छोटा हो जाता है। संकुचन तब शुरू होता है जब एक क्रिया क्षमता सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से कैल्शियम छोड़ती है, जिससे एक्टिन पर बंधन स्थल उजागर होते हैं ताकि मायोसिन हेड अटैचमेंट, पावर स्ट्रोक और डिटेचमेंट के माध्यम से चक्रित हों, प्रत्येक चक्र एटीपी का उपभोग करता है। मांसपेशियों के रेशे संकुचन की गति और इस बात में भिन्न होते हैं कि वे एरोबिक या अवायवीय चयापचय पर निर्भर करते हैं, जिससे धीमी थकान-प्रतिरोधी और तेज शक्तिशाली प्रकार विभिन्न कार्यों के लिए उपयुक्त होते हैं। मांसपेशियां कंकाल के लीवर या हाइड्रोस्टेटिक कंकाल पर कार्य करके गति उत्पन्न करती हैं, और परिणामी यांत्रिकी शरीर के आकार पर निर्भर करती है, जिसमें तैरने, उड़ने, दौड़ने और बिल खोदने में गतिशीलता परिवहन की विशिष्ट लागत दिखाती है। तुलनात्मक कार्य इन लागतों को शरीर के आकार और माध्यम से संबंधित करता है, यह दर्शाता है कि गति का प्रत्येक तरीका अपनी परिस्थितियों में कुशल क्यों है।
Clinical relevance
संकुचन की आणविक समझ और मांसपेशियों की ऊर्जा के तुलनात्मक अध्ययन मांसपेशियों के प्रदर्शन, थकान और व्यायाम और गतिशीलता की ऊर्जा लागत के विश्लेषण का आधार हैं। यह प्रविष्टि शैक्षिक है और चिकित्सा मार्गदर्शन प्रदान नहीं करती है।
History
मांसपेशियों के हिल के थर्मोडायनामिक अध्ययन और एंड्रयू हक्सले के साथ रॉल्फ नीडरगेर्के और ह्यूग हक्सले के साथ जीन हैन्सन द्वारा 1954 में स्लाइडिंग-फिलामेंट सिद्धांत के स्वतंत्र प्रस्तावों ने स्थापित किया कि मांसपेशी कैसे सिकुड़ती है। रॉबर्ट मैकनील अलेक्जेंडर जैसे तुलनात्मक बायोमैकेनिस्टों ने बाद में विश्लेषण किया कि मांसपेशी जानवरों की विविध गतिशीलता को कैसे शक्ति प्रदान करती है।
Key figures
- Andrew Huxley
- Hugh Huxley
- Archibald Vivian Hill
- Robert McNeill Alexander
Related topics
Seminal works
- huxley1954
- huxleyhanson1954
- hill2016
Frequently asked questions
- स्लाइडिंग-फिलामेंट सिद्धांत क्या कहता है?
- यह कहता है कि मांसपेशी इसलिए छोटी होती है क्योंकि एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट सिकुड़ने के बजाय एक दूसरे के ऊपर सरकते हैं, इसलिए संकुचन के दौरान अतिव्यापी फिलामेंट अपना अतिव्यापीकरण बढ़ाते हैं।
- कुछ मांसपेशियां तेज और कुछ धीमी क्यों होती हैं?
- मांसपेशी के रेशे अपने संकुचनशील प्रोटीन और ऊर्जा आपूर्ति में भिन्न होते हैं, जिसमें तेज रेशे त्वरित शक्तिशाली प्रयासों के लिए बने होते हैं और धीमी रेशे निरंतर, थकान-प्रतिरोधी कार्य के लिए होते हैं।