हायपरपोलरायझेशन: कार्य, कार्ये, भूमिका आणि रोग

हायपरपोलरायझेशन ही एक जैविक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये झिल्लीचे व्होल्टेज वाढते आणि विश्रांती मूल्यापेक्षा जास्त होते. मानवी शरीरातील स्नायू, मज्जातंतू तसेच संवेदी पेशींच्या कार्यासाठी ही यंत्रणा महत्त्वाची आहे. त्याद्वारे, स्नायूंची हालचाल किंवा दृष्टी यासारख्या क्रिया शरीराद्वारे सक्षम आणि नियंत्रित केल्या जाऊ शकतात.

हायपरपोलरायझेशन म्हणजे काय?

हायपरपोलरायझेशन ही एक जैविक प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये झिल्लीचे व्होल्टेज वाढते आणि विश्रांती मूल्यापेक्षा जास्त होते. मानवी शरीरातील स्नायू, मज्जातंतू तसेच संवेदी पेशींच्या कार्यासाठी ही यंत्रणा महत्त्वाची आहे. मानवी शरीरातील पेशी पडद्याने बंदिस्त असतात. त्याला प्लाझ्मा झिल्ली देखील म्हणतात आणि त्यात लिपिड बिलेयर असते. हे इंट्रासेल्युलर क्षेत्र, सायटोप्लाझम, आसपासच्या क्षेत्रापासून वेगळे करते. मानवी शरीरातील पेशींचा पडदा ताण, जसे की स्नायू पेशी, चेतापेशी किंवा डोळ्यातील संवेदी पेशी, विश्रांतीच्या अवस्थेत विश्रांती घेण्याची क्षमता असते. हे झिल्लीचे व्होल्टेज सेलच्या आत नकारात्मक शुल्क आणि पेशीबाह्य क्षेत्रामध्ये, म्हणजे पेशींच्या बाहेर सकारात्मक शुल्क असल्यामुळे होते. विश्रांती क्षमतेचे मूल्य सेल प्रकारावर अवलंबून बदलते. झिल्लीच्या व्होल्टेजची ही विश्रांती क्षमता ओलांडल्यास, झिल्लीचे अतिध्रुवीकरण होते. परिणामी, मेम्ब्रेन व्होल्टेज विश्रांतीच्या क्षमतेपेक्षा अधिक नकारात्मक होते, म्हणजे सेलमधील चार्ज आणखी नकारात्मक होतो. हे सहसा झिल्लीतील आयन चॅनेल उघडल्यानंतर किंवा बंद झाल्यानंतर होते. या आयन वाहिन्या आहेत पोटॅशियम, कॅल्शियम, क्लोराईड आणि सोडियम चॅनेल, जे व्होल्टेज-आश्रित पद्धतीने कार्य करतात. व्होल्टेजवर अवलंबून असल्यामुळे हायपरध्रुवीकरण होते पोटॅशियम विश्रांतीची क्षमता ओलांडल्यानंतर बंद होण्यासाठी वेळ घेणारे चॅनेल. ते सकारात्मक चार्ज केलेले वाहतूक करतात पोटॅशियम पेशीबाह्य प्रदेशात आयन. याचा थोडक्यात परिणाम सेलच्या आत अधिक नकारात्मक चार्ज होतो, हायपरपोलरायझेशन.

कार्य आणि कार्य

चे हायपरध्रुवीकरण पेशी आवरण तथाकथित भाग आहे कृती संभाव्यता. यात अनेक टप्पे असतात. पहिला टप्पा म्हणजे थ्रेशोल्ड संभाव्यता ओलांडणे पेशी आवरण, विध्रुवीकरणानंतर, सेलमध्ये अधिक सकारात्मक शुल्क असते. यानंतर पुन्हा ध्रुवीकरण होते, म्हणजे विश्रांतीची क्षमता पुन्हा गाठली जाते. सेल पुन्हा विश्रांती क्षमतेपर्यंत पोहोचण्यापूर्वी हे हायपरपोलरायझेशन होते. ही प्रक्रिया सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी कार्य करते. चेतापेशी मध्ये क्रिया क्षमता तयार करतात एक्सोन सिग्नल मिळाल्यानंतर डोंगराळ प्रदेश. हे नंतर बाजूने प्रसारित केले जाते एक्सोन क्रिया क्षमतांच्या स्वरूपात. द चेतासंधी चेतापेशी नंतर सिग्नल प्रसारित करतात मज्जातंतूचा पेशी न्यूरोट्रांसमीटरच्या स्वरूपात. याचा सक्रिय प्रभाव किंवा प्रतिबंधात्मक प्रभाव असू शकतो. मध्ये सिग्नल प्रसारित करण्यासाठी प्रक्रिया आवश्यक आहे मेंदू, उदाहरणार्थ. दृष्टी देखील अशाच प्रकारे येते. डोळ्यातील पेशी, तथाकथित रॉड्स आणि शंकू, बाह्य प्रकाश उत्तेजना पासून सिग्नल प्राप्त करतात. याच्या निर्मितीमध्ये याचा परिणाम होतो कृती संभाव्यता आणि नंतर उत्तेजना प्रसारित केली जाते मेंदू. विशेष म्हणजे, इतर चेतापेशींप्रमाणे येथे उत्तेजनाचा विकास विध्रुवीकरणाने होत नाही. मज्जातंतू पेशींमध्ये त्यांच्या विश्रांतीच्या स्थितीत -65mV ची झिल्ली क्षमता असते, तर फोटोरिसेप्टर्समध्ये विश्रांतीची क्षमता -40mV असते. अशा प्रकारे, त्यांच्या विश्रांतीच्या अवस्थेत मज्जातंतू पेशींपेक्षा त्यांच्याकडे आधीपासूनच अधिक सकारात्मक पडदा क्षमता आहे. फोटोरिसेप्टर पेशींमध्ये, उत्तेजनाचा विकास हायपरपोलरायझेशनद्वारे होतो. परिणामी, फोटोरिसेप्टर्स कमी सोडतात न्यूरोट्रान्समिटर आणि डाउनस्ट्रीम न्यूरॉन्स न्यूरोट्रांसमीटर कमी करण्याच्या आधारावर प्रकाश सिग्नलची तीव्रता निर्धारित करू शकतात. या सिग्नलवर नंतर प्रक्रिया केली जाते आणि त्याचे मूल्यांकन केले जाते मेंदू. हायपरपोलरायझेशन दृष्टी किंवा विशिष्ट न्यूरॉन्सच्या बाबतीत एक प्रतिबंधात्मक पोस्टसिनॅप्टिक पोटेंशिअल (IPSP) ट्रिगर करते. दुसरीकडे, न्यूरॉन्सच्या बाबतीत, ते सहसा पोस्टसिनॅप्टिक क्षमता सक्रिय करते

(एपीएसपी). हायपरपोलरायझेशनचे आणखी एक महत्त्वाचे कार्य म्हणजे ते सेलला पुन्हा ट्रिगर होण्यापासून प्रतिबंधित करते कृती संभाव्यता इतर सिग्नलमुळे खूप लवकर. अशा प्रकारे, ते तात्पुरते उत्तेजक निर्मितीला प्रतिबंध करते मज्जातंतूचा पेशी.

रोग आणि विकार

हार्ट आणि स्नायूंच्या पेशींमध्ये HCN चॅनेल असतात. येथे HCN म्हणजे हायपरपोलारायझेशन-सक्रिय चक्रीय न्यूक्लियोटाइड-गेटेड कॅशन चॅनेल. ते सेलच्या हायपरपोलरायझेशनद्वारे नियंत्रित केलेले कॅशन चॅनेल आहेत. मानवांमध्ये, या एचसीएन चॅनेलचे 4 प्रकार ज्ञात आहेत. त्यांना HCN-1 द्वारे HCN-4 असे संबोधले जाते. ते ह्रदयाच्या लयच्या नियमनात तसेच उत्स्फूर्तपणे सक्रिय न्यूरॉन्सच्या क्रियाकलापांमध्ये गुंतलेले आहेत. न्यूरॉन्समध्ये, ते हायपरपोलरायझेशनचा प्रतिकार करतात जेणेकरून सेल अधिक त्वरीत विश्रांतीच्या संभाव्यतेपर्यंत पोहोचू शकेल. अशा प्रकारे ते तथाकथित रीफ्रॅक्टरी कालावधी कमी करतात, जे विध्रुवीकरणानंतरच्या टप्प्याचे वर्णन करते. मध्ये हृदय पेशी, दुसरीकडे, ते डायस्टोलिक विध्रुवीकरणाचे नियमन करतात, जे येथे व्युत्पन्न होते सायनस नोड हृदयाचे. उंदरांवरील अभ्यासात, HCN-1 च्या नुकसानामुळे मोटर हालचालींमध्ये दोष निर्माण झाल्याचे दिसून आले आहे. HCN-2 च्या अनुपस्थितीमुळे चेतासंस्थेचे आणि हृदयाचे नुकसान होते आणि HCN-4 च्या नुकसानामुळे प्राण्यांमध्ये मृत्यू होतो. या वाहिन्यांशी संबंधित असू शकतात, असा अंदाज आहे अपस्मार मानवांमध्ये. याव्यतिरिक्त, HCN-4 फॉर्ममधील उत्परिवर्तन कारणीभूत आहेत ह्रदयाचा अतालता मानवांमध्ये. याचा अर्थ HCN-4 चॅनेलचे काही उत्परिवर्तन होऊ शकतात आघाडी ते ह्रदयाचा अतालता. म्हणून, एचसीएन चॅनेल देखील वैद्यकीय उपचारांसाठी लक्ष्य आहेत ह्रदयाचा अतालता, परंतु न्यूरोलॉजिकल दोषांसाठी देखील ज्यामध्ये न्यूरॉन्सचे हायपरपोलरायझेशन खूप काळ टिकते. सह रुग्ण ह्रदयाचा अतालता HCN-4 चॅनेल डिसफंक्शनमुळे विशिष्ट इनहिबिटरसह उपचार केले जातात. तथापि, हे नमूद करणे आवश्यक आहे की एचसीएन चॅनेलशी संबंधित बहुतेक उपचार अद्याप प्रायोगिक अवस्थेत आहेत आणि त्यामुळे ते अद्याप मानवांसाठी प्रवेशयोग्य नाहीत.