गमन
गति सभी जीवित प्राणियों का एक गुण है। एक कोशिका और एककोशिकीय जीवों में प्रोटोप्लाज्मिक गति से लेकर बहुकोशिकीय जीवों में अंगों की गति तक, गति जीवित जीवों में विभिन्न महत्वपूर्ण कार्यों के लिए जिम्मेदार होती है।
वह गति, जिसके कारण स्थान में परिवर्तन होता है, गति कहलाती है।
कोशिका एवं अंगों में तीन प्रकार की गति होती है। ये हैं:-
- अमीबीय गति- यह अमीबा में स्यूडोपोडिया की तरह है, उदाहरण के लिए। मैक्रोफेज, ल्यूकोसाइट्स और यहां तक कि साइटोस्केलेटल माइक्रोफिलामेंट्स अमीबॉइड गति दिखाते हैं।
- सिलिअरी और फ्लैगेलर गति- श्वासनली, प्रजनन पथ आदि के उपकला अस्तर में सिलिअरी गति। शुक्राणु फ्लैगेलर गति दिखाते हैं।
- मांसपेशियों की गति- बहुकोशिकीय जीव में अधिकांश गतिविधियों के लिए मांसपेशियां जिम्मेदार होती हैं। साँस लेना, हृदय का कार्य, पाचन, उपांगों की गति, हरकत, सब कुछ हमारे शरीर में विभिन्न मांसपेशियों द्वारा किया जाता है। लोकोमोशन कंकाल, तंत्रिका और मांसपेशी प्रणालियों की समन्वित गति है।
मांसपेशियाँ मेसोडर्मल जर्मिनल परत से उत्पन्न होती हैं। मांसपेशियों के ऊतकों में कुछ विशिष्ट गुण होते हैं जैसे संकुचन, विस्तार, उत्तेजना, लोच आदि।
मांसपेशियों के प्रकार
हम सभी जानते हैं कि मांसपेशियाँ तीन प्रकार की होती हैं:-
हृदय की मांसपेशियाँ- धारीदार और अनैच्छिक, हृदय में उपस्थित।
आंत की मांसपेशियाँ- चिकनी और बिना धारीदार। वे अनैच्छिक भी हैं और विभिन्न आंतरिक अंगों का समर्थन करते हैं और पाचन, प्रजनन आदि जैसे विभिन्न कार्यों में भाग लेते हैं।
कंकाल की मांसपेशियां- धारीदार और स्वैच्छिक, उपांगों की गति और गति के लिए जिम्मेदार।
मांसपेशियों के संकुचन का तंत्र
मांसपेशियों में संकुचन एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स के एक दूसरे पर फिसलने का परिणाम है।
स्लाइडिंग फिलामेंट मॉडल एंड्रयू और ह्यूग हक्सले द्वारा प्रस्तावित किया गया था।
फिसलने से मोटे और पतले तंतुओं के ओवरलैप में वृद्धि होती है और सरकोमियर छोटा हो जाता है। इससे मांसपेशियों में संकुचन होता है।
मांसपेशी संकुचन चरण
- मस्तिष्क या रीढ़ की हड्डी (सीएनएस) मांसपेशियों में संकुचन शुरू करने के लिए मोटर न्यूरॉन्स के माध्यम से एक संकेत भेजता है।
- तंत्रिका संकेत न्यूरोमस्कुलर जंक्शन के सिनैप्टिक फांक में न्यूरोट्रांसमीटर, एसिटाइलकोलाइन की रिहाई का कारण बनता है। एसिटाइलकोलाइन मांसपेशी फाइबर पर उपस्थित रिसेप्टर्स से जुड़ता है और सरकोलेममा के विध्रुवण का कारण बनता है।
- इस प्रकार उत्पन्न क्रिया क्षमता मांसपेशी फाइबर के माध्यम से फैलती है। सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से सार्कोप्लाज्म में Ca2+ आयन निकलते हैं। Ca2+ का स्राव एक अन्य प्रोटीन डायस्ट्रोफिन द्वारा नियंत्रित होता है। डिस्ट्रोफिन कोडिंग जीन मानव शरीर में सबसे लंबा जीन है।
- Ca2+ आयन ट्रोपोनिन से बंधते हैं और गठनात्मक परिवर्तन का कारण बनते हैं। एक्टिन फिलामेंट्स पर उपस्थित मायोसिन-बाध्यकारी साइटें उजागर हो जाती हैं।
- मायोसिन हेड में एटीपी के लिए एक बाइंडिंग साइट भी होती है, जहां एटीपी बंधता है। एटीपी हाइड्रोलिसिस मायोसिन हेड की एटीपीस गतिविधि द्वारा होता है। सक्रिय मायोसिन हेड (कॉक्ड) एक्टिन पर सक्रिय बंधन स्थलों से जुड़कर एक क्रॉस ब्रिज बनाता है।
- लगाव के बाद मायोसिन हेड से फॉस्फेट निकलता है जिससे 'पावर स्ट्रोक' शुरू हो जाता है। मायोसिन फिलामेंट्स झुकते हैं और एक्टिन फिलामेंट्स को सार्कोमियर के केंद्र की ओर खींचते हैं, जिससे सार्कोमियर और मांसपेशियां छोटी हो जाती हैं। इस प्रक्रिया में ADP जारी किया जाता है।
- मायोसिन हेड का पृथक्करण भी एटीपी द्वारा संचालित होता है।
- पर्याप्त Ca2+ आयनों की उपस्थिति में, प्रक्रिया बार-बार दोहराई जाती है।
मांसपेशियों को आराम
एक बार तंत्रिका संकेत बंद हो जाता है. एसिटाइलकोलिनेस्टरेज़ सिनैप्टिक फांक में एसिटाइलकोलाइन को निष्क्रिय कर देता है। मांसपेशीय तंतु आराम की स्थिति में आ जाते हैं। Ca2+ आयनों को सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम में वापस पंप किया जाता है। Ca2+ आयनों की अनुपस्थिति में, ट्रोपोनिन-ट्रोपोमायोसिन कॉम्प्लेक्स फिर से एक्टिन फिलामेंट्स पर मायोसिन-बाध्यकारी साइटों को कवर करता है। सार्कोमियर की Z रेखा अपनी मूल स्थिति में लौट आती है और मांसपेशियाँ शिथिल हो जाती हैं।
मांसपेशियों की थकान
मांसपेशियों का संकुचन एटीपी द्वारा संचालित होता है। मांसपेशी फाइबर को क्रिएटिन फॉस्फेट और ग्लाइकोजन के भंडारण से एटीपी मिलता है। सामान्य परिस्थितियों में, ग्लाइकोजन ग्लूकोज में परिवर्तित हो जाता है, जो सेलुलर श्वसन में एटीपी जारी करता है।
कठिन व्यायाम के मामले में, मांसपेशियों को उच्च मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है। शरीर ऑक्सीजन की मांग को पूरा नहीं कर सका और ग्लूकोज अवायवीय रूप से टूट गया। इसके परिणामस्वरूप लैक्टिक एसिड जमा हो जाता है जिससे मांसपेशियों में थकान होने लगती है।
रिगोर मोर्टिस, मृत्यु के बाद मांसपेशियों में अस्थायी अकड़न एटीपी की कमी के कारण होती है क्योंकि सेलुलर श्वसन बंद हो जाता है। मायोसिन हेड को अलग करने के लिए एटीपी की आवश्यकता होती है, एटीपी की अनुपस्थिति में, मांसपेशियों में क्रॉस-ब्रिज बरकरार रहते हैं, जो संकुचन की प्रक्रिया में थे। इससे मृत्यु के समय का अनुमान लगाने में मदद मिलती है।
उनमें उपस्थित ऑक्सीजन-बाध्यकारी वर्णक, मायोग्लोबिन की मात्रा के आधार पर मांसपेशी फाइबर दो प्रकार के होते हैं।
लाल रेशे या एरोबिक मांसपेशियाँ- रंग में लाल, इसमें अधिक मायोग्लोबिन और माइटोकॉन्ड्रिया होते हैं।
सफेद रेशे या अवायवीय मांसपेशियां - हल्के या सफेद रंग की, इनमें मायोग्लोबिन और माइटोकॉन्ड्रिया कम लेकिन सार्कोप्लास्मिक रेटिकुलम अधिक होता है।
अभ्यास प्रश्न
1. कोशिका में होने वाली तीन प्रकार की गतियों की सूची बनाएं?
2. तीन प्रकार की मांसपेशियों को उनके स्थान और कार्यों सहित समझाएं?
3. मांसपेशी संकुचन के चरण लिखें?
4. मांसपेशियों की थकान को परिभाषित करें ?
