दिल की धड़कन शायद जीवन की घटना से किसी अन्य एकल अवधारणा या प्रक्रिया की तुलना में अधिक मजबूती से जुड़ी हुई है, दोनों चिकित्सकीय और रूपक रूप से। जब लोग निर्जीव वस्तुओं या अमूर्त अवधारणाओं पर चर्चा करते हैं, तो वे "उसके चुनाव अभियान में अभी भी एक" जैसे शब्दों का उपयोग करते हैं पल्स" और "टीम की संभावना सपाट-रेखा वाली है जब उसने अपने स्टार खिलाड़ी को खो दिया" यह वर्णन करने के लिए कि प्रश्न में बात "जीवित" है या नहीं नहीं। और जब आपातकालीन चिकित्सा कर्मी गिरे हुए पीड़ित के सामने आते हैं, तो वे सबसे पहले इस बात की जांच करते हैं कि क्या पीड़ित की नब्ज है।
दिल की धड़कन का कारण सरल है: बिजली। जीव विज्ञान की दुनिया में बहुत सी चीजों की तरह, हालांकि, सटीक और समन्वित तरीका है कि विद्युत गतिविधि हृदय को पंप करने की शक्ति देती है शरीर के ऊतकों की ओर महत्वपूर्ण रक्त, एक मिनट में ७० या इतने बार, अंत में दशकों तक दिन में १००,००० बार, आश्चर्यजनक रूप से सुरुचिपूर्ण है ऑपरेशन। यह सब an. नामक किसी चीज़ से शुरू होता है क्रिया सामर्थ्य, इस मामले में एक कार्डियक एक्शन पोटेंशिअल। फिजियोलॉजिस्ट ने इस घटना को चार अलग-अलग चरणों में विभाजित किया है।
एक्शन पोटेंशिअल क्या है?
कोशिका झिल्लियों में वह होता है जिसे झिल्ली के फॉस्फोलिपिड बाईलेयर में विद्युत रासायनिक प्रवणता के रूप में जाना जाता है। इस ढाल को झिल्ली में एम्बेडेड प्रोटीन "पंप" द्वारा बनाए रखा जाता है जो झिल्ली में कुछ प्रकार के आयनों (आवेशित कण) को एक में स्थानांतरित करता है। दिशा जबकि समान "पंप" अन्य प्रकार के आयनों को विपरीत दिशा में ले जाते हैं, जिससे ऐसी स्थिति पैदा होती है जिसमें आवेशित कण "प्रवाह" करना चाहते हैं एक दिशा में दूसरी दिशा में बंद होने के बाद, एक गेंद की तरह जो आपके पास लौटने के लिए "चाहती" रहती है क्योंकि आप इसे बार-बार सीधे फेंकते हैं वायु। इन आयनों में सोडियम (Na .) शामिल है+), पोटेशियम (K .)+) और कैल्शियम (Ca .)2+). एक कैल्शियम आयन में दो इकाइयों का शुद्ध धनात्मक आवेश होता है, जो सोडियम आयन या पोटेशियम आयन से दोगुना होता है।
यह समझने के लिए कि इस ढाल को कैसे बनाए रखा जाता है, ऐसी स्थिति की कल्पना करें जिसमें एक प्लेपेन में कुत्तों को एक दिशा में एक दिशा में ले जाया जाता है बाड़ जबकि एक बगल की कलम में बकरियों को दूसरे में ले जाया जाता है, जिसमें प्रत्येक प्रकार के जानवर उस स्थान पर वापस जाने के इरादे से होते हैं जिसमें वह शुरू कर दिया है। यदि तीन बकरियों को डॉग ज़ोन में ले जाया जाता है तो प्रत्येक दो कुत्तों को बकरी ज़ोन में ले जाया जाता है, तो जो भी इसके लिए जिम्मेदार है बाड़ के पार एक स्तनपायी असंतुलन बनाए रखना जो लगातार खत्म हो रहा है समय। जो बकरियां और कुत्ते अपने पसंदीदा स्थानों पर लौटने की कोशिश करते हैं, उन्हें लगातार बाहर "पंप" किया जाता है। यह सादृश्य अपूर्ण है, लेकिन इस बात की एक बुनियादी व्याख्या प्रदान करता है कि कोशिका झिल्ली एक विद्युत रासायनिक ढाल को कैसे बनाए रखती है, जिसे झिल्ली क्षमता भी कहा जाता है। जैसा कि आप देखेंगे, इस योजना में भाग लेने वाले प्राथमिक आयन सोडियम और पोटेशियम हैं।
एक क्रिया सामर्थ्य "लहर प्रभाव" के परिणामस्वरूप इस झिल्ली क्षमता का एक प्रतिवर्ती परिवर्तन है - की सक्रियता झिल्ली में आयनों के अचानक प्रसार से उत्पन्न धाराएं विद्युत रासायनिक को कम करती हैं ढाल। दूसरे शब्दों में, कुछ स्थितियां स्थिर-अवस्था झिल्ली आयन असंतुलन को बाधित कर सकती हैं और आयनों को बड़ी संख्या में उस दिशा में प्रवाहित करने की अनुमति देती हैं जिस दिशा में वे "चाहते हैं" - दूसरे शब्दों में, पंप के खिलाफ। यह एक तंत्रिका कोशिका (जिसे न्यूरॉन भी कहा जाता है) या हृदय कोशिका के साथ-साथ चलने वाली क्रिया क्षमता की ओर जाता है उसी सामान्य तरीके से एक लहर दोनों सिरों पर लगभग तना हुआ एक तार के साथ यात्रा करेगी यदि एक छोर है "फट गया।"
चूंकि झिल्ली में आमतौर पर चार्ज ग्रेडिएंट होता है, इसलिए इसे ध्रुवीकृत माना जाता है, जिसका अर्थ है विभिन्न चरम सीमाओं द्वारा विशेषता (एक तरफ अधिक नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है, अधिक सकारात्मक रूप से चार्ज किया जाता है अन्य)। एक एक्शन पोटेंशिअल विध्रुवण द्वारा ट्रिगर किया जाता है, जो सामान्य चार्ज असंतुलन, या संतुलन की बहाली से अस्थायी रूप से रद्द करने के लिए शिथिल रूप से अनुवाद करता है।
एक कार्य क्षमता के विभिन्न चरण क्या हैं?
पांच कार्डियक एक्शन पोटेंशिअल चरण होते हैं, जिनकी संख्या 0 से 4 तक होती है (वैज्ञानिकों को कभी-कभी अजीब विचार मिलते हैं)।
चरण 0 झिल्ली का विध्रुवण और "तेज" (यानी, उच्च प्रवाह) सोडियम चैनलों का उद्घाटन है। पोटेशियम का प्रवाह भी कम हो जाता है।
चरण एक तेजी से सोडियम चैनल बंद होने के कारण सोडियम-आयन मार्ग में तेजी से कमी के कारण झिल्ली का आंशिक पुन: ध्रुवीकरण होता है।
2 चरण है पठारी चरण, जिसमें कोशिका से कैल्शियम आयनों की गति विध्रुवण को बनाए रखती है। इसका नाम इसलिए पड़ा क्योंकि इस चरण में झिल्ली में विद्युत आवेश बहुत कम बदलता है।
चरण 3 पुनर्ध्रुवीकरण है, क्योंकि सोडियम और कैल्शियम चैनल बंद हो जाते हैं और झिल्ली क्षमता अपने आधारभूत स्तर पर वापस आ जाती है।
चरण 4 Na+/K+ आयन पंप के काम के परिणामस्वरूप झिल्ली को −90 मिलीवोल्ट (mV) की तथाकथित आराम क्षमता पर देखता है। मान नकारात्मक है क्योंकि सेल के अंदर की क्षमता इसके बाहर की क्षमता की तुलना में नकारात्मक है, और बाद वाले को संदर्भ के शून्य फ्रेम के रूप में माना जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सेल में पंप किए गए प्रत्येक दो पोटेशियम आयनों के लिए सेल से तीन सोडियम आयन पंप किए जाते हैं; याद रखें कि इन आयनों में +1 के बराबर चार्ज होता है, इसलिए इस सिस्टम के परिणामस्वरूप सकारात्मक चार्ज का शुद्ध प्रवाह, या बहिर्वाह होता है।
मायोकार्डियम और क्रिया क्षमता
तो यह सब आयन-पंपिंग और सेल-झिल्ली व्यवधान वास्तव में क्या होता है? यह वर्णन करने से पहले कि हृदय में विद्युतीय गतिविधि दिल की धड़कन में कैसे बदल जाती है, यह उन मांसपेशियों की जांच करने में मददगार है जो उन धड़कनों को स्वयं उत्पन्न करती हैं।
हृदय (हृदय) पेशी मानव शरीर में तीन प्रकार की पेशियों में से एक है। अन्य दो कंकाल पेशी हैं, जो स्वैच्छिक नियंत्रण में हैं (उदाहरण: आपकी ऊपरी भुजाओं की बाइसेप्स) और चिकनी पेशी, जो सचेतन नियंत्रण में नहीं है (उदाहरण: आपकी आंतों की दीवारों में मांसपेशियां जो भोजन को पचाती हैं साथ)। सभी प्रकार की मांसपेशियों में कई समानताएं होती हैं, लेकिन हृदय की मांसपेशियों की कोशिकाओं में अपने मूल अंग की अनूठी जरूरतों को पूरा करने के लिए अद्वितीय गुण होते हैं। एक बात के लिए, हृदय की "धड़कन" की शुरुआत विशेष कार्डियक मायोसाइट्स, या हृदय-मांसपेशियों की कोशिकाओं द्वारा नियंत्रित होती है, जिन्हें कहा जाता है पेसमेकर सेल. बाहरी तंत्रिका इनपुट की अनुपस्थिति में भी ये कोशिकाएं दिल की धड़कन की गति को नियंत्रित करती हैं, एक संपत्ति जिसे कहा जाता है स्वत: लयबद्धता. इसका मतलब यह है कि तंत्रिका तंत्र से इनपुट की अनुपस्थिति में भी, सिद्धांत रूप में दिल तब तक धड़क सकता है जब तक इलेक्ट्रोलाइट्स (यानी, उपरोक्त आयन) मौजूद थे। बेशक, दिल की धड़कन की गति - जिसे पल्स रेट भी कहा जाता है - काफी भिन्न होती है, और ऐसा होता है सहानुभूति तंत्रिका तंत्र, पैरासिम्पेथेटिक तंत्रिका तंत्र और सहित कई स्रोतों से अंतर इनपुट हार्मोन।
हृदय की मांसपेशी को भी कहा जाता है मायोकार्डियम. यह दो प्रकार में आता है: मायोकार्डियल सिकुड़ा हुआ कोशिकाएं और मायोकार्डियल कंडक्टिंग सेल। जैसा कि आपने अनुमान लगाया होगा, संकुचनशील कोशिकाएं संवाहक कोशिकाओं के प्रभाव में रक्त पंप करने का काम करती हैं जो अनुबंध को संकेत देती हैं। 99 प्रतिशत मायोकार्डियल कोशिकाएं सिकुड़ी हुई किस्म की होती हैं, और केवल 1 प्रतिशत ही चालन के लिए समर्पित होती हैं। जबकि यह अनुपात काम करने के लिए उपलब्ध अधिकांश हृदय को सही ढंग से छोड़ देता है, इसका मतलब यह भी है कि कोशिकाओं में एक दोष है वैकल्पिक चालन पथों का उपयोग करके अंग के लिए कार्डियक चालन प्रणाली मुश्किल हो सकती है, जिनमें से केवल इतने ही हैं कई एक। संवाहक कोशिकाएं आमतौर पर सिकुड़ी हुई कोशिकाओं की तुलना में बहुत छोटी होती हैं क्योंकि उन्हें संकुचन में शामिल विभिन्न प्रोटीनों की कोई आवश्यकता नहीं होती है; उन्हें केवल हृदय की मांसपेशियों की क्रिया क्षमता के वफादार निष्पादन में शामिल होने की आवश्यकता है।
चरण 4 विध्रुवण क्या है?
कार्डियक पेशी सेल क्षमता के चरण 4 को डायस्टोलिक अंतराल कहा जाता है, क्योंकि यह अवधि डायस्टोल या हृदय की मांसपेशियों के संकुचन के बीच के अंतराल से मेल खाती है। हर बार जब आप अपने दिल की धड़कन को सुनते या महसूस करते हैं, तो यह दिल के संकुचन का अंत होता है, जिसे सिस्टोल कहा जाता है। आपका दिल जितनी तेजी से धड़कता है, उसके संकुचन-विश्राम चक्र का एक अंश यह सिस्टोल में खर्च करता है, लेकिन तब भी जब आप पूरी तरह से व्यायाम कर रहे हों और अपनी नाड़ी की दर को 200 तक बढ़ा रहे हों। सीमा, आपका हृदय अभी भी अधिकांश समय डायस्टोल में है, चरण 4 को कार्डियक एक्शन पोटेंशिअल का सबसे लंबा चरण बनाता है, जो कुल मिलाकर लगभग 300 मिलीसेकंड (एक का तीन-दसवां हिस्सा) तक रहता है। दूसरा)। जबकि एक ऐक्शन पोटेंशिअल प्रगति पर है, कार्डियक सेल के उसी हिस्से में कोई अन्य ऐक्शन पोटेंशिअल शुरू नहीं किया जा सकता है झिल्ली, जो समझ में आता है - एक बार शुरू होने के बाद, एक संभावित मायोकार्डियल को उत्तेजित करने के अपने काम को पूरा करने में सक्षम होना चाहिए संकुचन।
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, चरण 4 के दौरान, झिल्ली के आर-पार विद्युत विभव का मान लगभग −90 mV होता है। यह मान सिकुड़ा हुआ कोशिकाओं पर लागू होता है; कोशिकाओं के संचालन के लिए, यह −60 mV के करीब है। स्पष्ट रूप से, यह एक स्थिर संतुलन मूल्य नहीं है अन्यथा हृदय कभी भी धड़कता नहीं होगा। इसके बजाय, यदि कोई संकेत सिकुड़ा हुआ कोशिका झिल्ली में मान की नकारात्मकता को लगभग −65 mV तक कम कर देता है, तो यह झिल्ली में परिवर्तन को ट्रिगर करता है जो सोडियम आयन प्रवाह की सुविधा प्रदान करता है। यह परिदृश्य एक सकारात्मक प्रतिक्रिया प्रणाली का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें झिल्ली की गड़बड़ी होती है जो धक्का देती है एक सकारात्मक चार्ज मूल्य की दिशा में सेल में परिवर्तन होता है जो इंटीरियर को और भी अधिक बनाता है सकारात्मक। इनके माध्यम से सोडियम आयनों के अंदर की ओर भागते हुए वोल्टेज-गेटेड आयन चैनल कोशिका झिल्ली में, मायोसाइट चरण 0 में प्रवेश करता है, और वोल्टेज स्तर लगभग 120 एमवी के चरण 4 से कुल वोल्टेज भ्रमण का प्रतिनिधित्व करते हुए, इसकी क्रिया-क्षमता अधिकतम +30 एमवी तक पहुंचता है।
पठार चरण क्या है?
एक्शन पोटेंशिअल के चरण 2 को पठारी चरण भी कहा जाता है। चरण 4 की तरह, यह एक ऐसे चरण का प्रतिनिधित्व करता है जिसमें झिल्ली के पार वोल्टेज स्थिर होता है, या लगभग ऐसा ही होता है। चरण 4 के मामले के विपरीत, हालांकि, यह असंतुलन कारकों के चरण में होता है। इनमें से पहले में आवक-बहने वाला सोडियम (प्रवाह जो कि चरण 0 में तेजी से प्रवाह के बाद शून्य तक काफी कम नहीं हुआ है) और आवक-बहने वाला कैल्शियम होता है; दूसरे में तीन प्रकार के जावक शामिल हैं दिष्टकारी धाराएं (धीमा, मध्यवर्ती और तेज), जिनमें से सभी पोटेशियम आंदोलन की सुविधा देते हैं। यह रेक्टिफायर करंट वह है जो अंततः हृदय की मांसपेशियों के संकुचन के लिए जिम्मेदार होता है, क्योंकि यह पोटेशियम इफ्लक्स शुरू करता है कैस्केड जिसमें कैल्शियम आयन सेलुलर सिकुड़ा प्रोटीन (जैसे, एक्टिन, ट्रोपोनिन) पर सक्रिय साइटों से जुड़ते हैं और उन्हें काजोल में बदल देते हैं कार्रवाई।
चरण 2 समाप्त होता है जब कैल्शियम और सोडियम का आवक प्रवाह बंद हो जाता है जबकि पोटेशियम (रेक्टिफायर करंट) का बाहरी प्रवाह जारी रहता है, सेल को पुन: ध्रुवीकरण की ओर धकेलता है।
कार्डिएक सेल एक्शन पोटेंशियल की विचित्रता
कार्डियक सेल ऐक्शन पोटेंशिअल नसों में ऐक्शन पोटेंशिअल से कई तरह से अलग होता है। एक बात के लिए, और सबसे महत्वपूर्ण बात, यह बहुत लंबा है। यह अनिवार्य रूप से एक सुरक्षा कारक है: क्योंकि कार्डियक सेल एक्शन पोटेंशिअल लंबी है, इसका मतलब है वह अवधि जिसमें एक नई क्रिया क्षमता उत्पन्न होती है, जिसे दुर्दम्य अवधि कहा जाता है, वह भी लंबी होती है। यह महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह अधिकतम गति से काम करने पर भी सुचारू रूप से संपर्क करने वाला हृदय सुनिश्चित करता है। साधारण पेशीय कोशिकाओं में इस गुण का अभाव होता है और इस प्रकार वे जो कहते हैं उसमें संलग्न हो सकते हैं धनुस्तंभीय संकुचन, ऐंठन और इस तरह के लिए अग्रणी। जब कंकाल की मांसपेशी इस तरह से व्यवहार करती है तो यह असुविधाजनक होता है, लेकिन अगर मायोकार्डियम ने ऐसा ही किया तो यह घातक होगा।