आयन चैनल

ए आयन चैनल एक ट्रांसमेम्ब्रेन प्रोटीन है जो झिल्ली में एक छिद्र बनाता है और आयनों को झिल्ली से गुजरने की अनुमति देता है। आयन विद्युत आवेशित कण होते हैं, वे सकारात्मक रूप से लेकिन नकारात्मक रूप से आवेशित भी हो सकते हैं। वे सेल और उसके पर्यावरण या किसी अन्य पड़ोसी सेल के बीच एक निरंतर आदान-प्रदान में हैं।

आयन चैनल क्या है?

एक कोशिका की झिल्ली में एक लिपिड बाईलेयर होता है। आयन चैनल ट्रांसमिम्ब्रेन प्रोटीन होते हैं जो झिल्ली को फैलाते हैं और आयनों को गुजरने देते हैं। आयन चैनलों को चैनल प्रोटीन के रूप में भी जाना जाता है क्योंकि वे एक मार्ग बनाते हैं।

आयन चैनलों के समूह को विभिन्न श्रेणियों में विभाजित किया जाता है, सक्रिय और निष्क्रिय आयन चैनल। सक्रिय आयन चैनल सक्रिय परिवहन के माध्यम से आयनों के मार्ग को उत्पन्न करते हैं, इसलिए उन्हें इस प्रक्रिया के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। दूसरी ओर, निष्क्रिय आयन चैनल किसी भी ऊर्जा का उपभोग नहीं करते हैं और आयनों को एक विद्युतीय रासायनिक ढाल के साथ गुजरने की अनुमति देते हैं। इस ढाल को रासायनिक और विद्युत घटकों में विभाजित किया जा सकता है। रासायनिक ढाल एक एकाग्रता ढाल का वर्णन करता है। एक निश्चित पदार्थ के कण जैसे पोटेशियम आयन चैनलों की मदद से दो डिब्बों के बीच एक अनियंत्रित तरीके से चलते हैं।

इससे दो डिब्बों के बीच इन कणों का एक समान वितरण होता है। इसे ब्राउनियन आणविक गति के रूप में भी जाना जाता है। दूसरी ओर, विद्युत ढाल में विद्युत वोल्टेज का वितरण होता है। उदाहरण के लिए, यदि डिब्बे में एक बढ़ा हुआ नकारात्मक चार्ज होता है, तो एक विद्युत ढाल का निर्माण होता है। दूसरे डिब्बे के सकारात्मक कण, तब ढाल के द्वारा निर्मित असमान वोल्टेज की भरपाई के लिए नकारात्मक रूप से चार्ज किए गए डिब्बे में चले जाते हैं। सक्रिय आयन चैनल विशेष रूप से एक ढाल के खिलाफ काम करते हैं। उदाहरण के लिए, वे पहले से ही चार्ज किए गए डिब्बे में नकारात्मक चार्ज किए गए कणों को आगे ले जा सकते हैं। हालाँकि, इस प्रक्रिया के लिए ऊर्जा के व्यय की आवश्यकता होती है।

कार्य, प्रभाव और कार्य

आयन चैनलों में विभिन्न प्रकार के कार्य होते हैं। तंत्रिका कोशिकाओं के सिनैप्स में ट्रांसमीटर-नियंत्रित आयन चैनल विभिन्न न्यूरॉन्स के बीच संकेतों के प्रसारण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इस प्रकार के आयन चैनल पोस्टसिनेप्टिक समाप्ति पर स्थित हैं।

यदि कोई आवक संकेत होता है, तो सिंक एक निश्चित न्यूरोट्रांसमीटर जारी करता है। यह सिनैप्टिक गैप में हो जाता है और ट्रांसमीटर नियंत्रित आयन चैनलों के रिसेप्टर्स से जुड़ जाता है। यह उन्हें खोलता है और पोस्टसिनेप्स की झिल्ली क्षमता को बदलता है। स्थिति के आधार पर, तब एक उत्तेजक या निरोधात्मक झिल्ली क्षमता होती है। यह इस बात पर निर्भर करता है कि झिल्ली क्षमता को ऊपर उठाया गया है या कम किया गया है और यह बदले में ट्रांसमीटर नियंत्रित सर्पिल चैनल के माध्यम से आयनों की आमद से निर्धारित होता है। न्यूरॉन में उत्तेजनाओं का संचरण, यह मस्तिष्क में या रीढ़ की हड्डी में हो सकता है, आयन चैनलों द्वारा उत्पन्न होता है। उदाहरण के लिए, देखने की प्रक्रिया संभव हो जाती है, लेकिन रिफ्लेक्स के मामले में उत्तेजनाओं का संचरण भी होता है, जैसे हैमस्ट्रिंग रिफ्लेक्स।

जब झिल्ली क्षमता में परिवर्तन होता है, आयन चैनल न्यूरॉन्स के साथ खुलते हैं। यह एक डोमिनोज़ प्रभाव के समान न्यूरॉन के साथ परिवर्तित झिल्ली क्षमता का संचरण बनाता है। झिल्ली तनाव के बारे में आता है क्योंकि न्यूरॉन के अंदर एक नकारात्मक चार्ज होता है और बाह्य क्षेत्र में एक सकारात्मक चार्ज होता है। यदि झिल्ली वोल्टेज की तथाकथित आराम क्षमता पार हो जाती है, तो झिल्ली का हाइपरप्लोरीकरण होता है। इससे झिल्ली का तनाव और भी नकारात्मक हो जाता है। यह आयन चैनलों के उद्घाटन या समापन के कारण होता है। ये आयन चैनल पोटेशियम, कैल्शियम, क्लोराइड और सोडियम चैनल हैं। वे वोल्टेज-निर्भर हैं, इसलिए वे झिल्ली क्षमता के आधार पर खुलते या बंद होते हैं।

इस प्रक्रिया को कार्रवाई क्षमता के रूप में जाना जाता है और इसे विभिन्न चरणों में विभाजित किया जाता है। पहले दीक्षा चरण है। इसके बाद पुनर्वितरण के बाद विध्रुवण होता है, जिसमें विश्राम क्षमता फिर से पहुंच जाती है। आमतौर पर, हालांकि, पुनरावृत्ति से पहले हाइपरपोलराइजेशन होता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कार्य करता है कि कोई भी संभावित एक्शन पोटेंशिअल होने के बाद एक्शन पोटेंशिअल को सीधे ट्रिगर नहीं किया जाता है और स्थायी उत्तेजना होती है। ऑस्मोसिस को विनियमित करने और शरीर में एसिड-बेस बैलेंस बनाए रखने में आयन चैनलों का भी एक महत्वपूर्ण कार्य है।

शिक्षा, घटना, गुण और इष्टतम मूल्य

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, सक्रिय और निष्क्रिय आयन चैनल हैं। हालांकि, उन्हें नियंत्रित किए जाने के तरीके के आधार पर भी प्रतिष्ठित किया जा सकता है। ये वोल्टेज-नियंत्रित आयन चैनल हैं जो न्यूरॉन्स में उत्तेजनाओं को संचारित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। उन्हें लिगेंड द्वारा भी नियंत्रित किया जा सकता है, जैसे कि अन्य न्यूरॉन्स को संकेतों के प्रसारण के लिए सिनेप्स के ट्रांसमीटर-नियंत्रित आयन चैनल या मांसपेशियों को संकेतों के प्रसारण के लिए भी।

इसके अलावा आयन चैनल मेकोनोसेंसिव चैनल हैं। उन्हें यांत्रिक उत्तेजनाओं जैसे दबाव द्वारा नियंत्रित किया जाता है। तापमान के एक निश्चित सीमा मूल्य पर पहुंचने पर तापमान नियंत्रित आयन चैनल खोले या बंद किए जाते हैं। और प्रकाश-नियंत्रित आयन चैनलों को प्रकाश की एक निश्चित तरंग दैर्ध्य द्वारा नियंत्रित किया जाता है। इसका एक उदाहरण रोडोप्सिन है, जो एक चैनल से जुड़ा हुआ है और इसे नियंत्रित करता है। ये होते हैं, उदाहरण के लिए, आंख में और दृश्य प्रक्रिया में एकीकृत होते हैं।

रोग और विकार

आयन चैनल कुछ बीमारियों से प्रभावित हो सकते हैं। एक उदाहरण सेरिबैलम में एक दोषपूर्ण कैल्शियम चैनल है। यह दोष मिर्गी के लिए एक ट्रिगर है। एक अन्य उदाहरण लैम्बर्ट-ईटन सिंड्रोम है।

रोगी न्यूरोमस्कुलर एंडप्लेट के कैल्शियम चैनलों के खिलाफ एंटीबॉडी विकसित करते हैं। यह न्यूरॉन्स और मांसपेशियों के बीच उत्तेजना संचरण का क्षेत्र है। सिग्नल कमजोर हो जाते हैं और मांसपेशियों में कमजोरी आ जाती है। महिलाओं की तुलना में पुरुषों में इस स्थिति से पीड़ित होने की अधिक संभावना है।