मांसपेशियां कैसे काम करती हैं

मांसपेशियां उन चीजों में से एक हैं जिन्हें हम में से अधिकांश लोग पूरी तरह से हल्के में लेते हैं, लेकिन वे दो प्रमुख कारणों से अविश्वसनीय रूप से महत्वपूर्ण हैं:

चूंकि मांसपेशियां किसी भी जानवर के लिए बहुत महत्वपूर्ण होती हैं, इसलिए वे अविश्वसनीय रूप से परिष्कृत होती हैं। वे ईंधन को गति में बदलने में कुशल हैं, वे लंबे समय तक चलने वाले हैं, वे आत्म-उपचार कर रहे हैं और वे अभ्यास के साथ मजबूत होने में सक्षम हैं। वे आपको चलने की अनुमति देने से लेकर आपका रक्त प्रवाहित रखने तक सब कुछ करते हैं!

जब अधिकांश लोग "मांसपेशियों" के बारे में सोचते हैं, तो वे उन मांसपेशियों के बारे में सोचते हैं जिन्हें हम देख सकते हैं। उदाहरण के लिए, हम में से अधिकांश लोग अपनी बाहों में बाइसेप्स की मांसपेशियों के बारे में जानते हैं। लेकिन किसी भी स्तनपायी के शरीर में तीन विशिष्ट प्रकार की मांसपेशियां होती हैं:

इस लेख में, हम आपके शरीर में विभिन्न प्रकार की मांसपेशियों और अद्भुत तकनीक को देखेंगे जो उन्हें इतनी अच्छी तरह से काम करने की अनुमति देती है। यहां से, हम कंकाल की मांसपेशी पर ध्यान देंगे । मूल आणविक प्रक्रियाएं तीनों प्रकारों में समान होती हैं।

1. कंकाल-मांसपेशी मूल बातें
2. एक मांसपेशी अनुबंध
3. ट्रिगरिंग और रिवर्सिंग संकुचन
4. हृदय और चिकनी पेशी

कंकाल की मांसपेशी को धारीदार मांसपेशी भी कहा जाता है , क्योंकि जब इसे ध्रुवीकृत प्रकाश में देखा जाता है या एक संकेतक के साथ दाग दिया जाता है, तो आप प्रकाश और अंधेरे की बारी-बारी से धारियां देख सकते हैं।

कंकाल की मांसपेशी में एक जटिल संरचना होती है जो कि यह कैसे सिकुड़ती है, इसके लिए आवश्यक है। हम एक कंकाल की मांसपेशी को छेड़ेंगे, सबसे बड़ी संरचनाओं से शुरू होकर और छोटे लोगों के लिए अपने तरीके से काम करते हुए।

किसी भी पेशी की मूल क्रिया संकुचन है । उदाहरण के लिए, जब आप अपने बाइसेप्स मांसपेशी का उपयोग करके अपने हाथ को हिलाने के बारे में सोचते हैं, तो आपका मस्तिष्क एक तंत्रिका कोशिका को एक संकेत भेजता है जो आपके बाइसेप्स पेशी को अनुबंधित करने के लिए कहता है। मांसपेशियों द्वारा निर्मित बल की मात्रा भिन्न होती है - तंत्रिका द्वारा भेजे जाने वाले संकेत के आधार पर मांसपेशी थोड़ा या बहुत अनुबंध कर सकती है। कोई भी मांसपेशी केवल संकुचन बल पैदा कर सकती है।

एक मांसपेशी फाइबर नामक कई कोशिकाओं का एक बंडल है । आप मांसपेशी फाइबर को लंबे सिलेंडर के रूप में सोच सकते हैं , और आपके शरीर में अन्य कोशिकाओं की तुलना में मांसपेशी फाइबर काफी बड़े होते हैं। वे लगभग 1 से 40 माइक्रोन लंबे और 10 से 100 माइक्रोन व्यास के होते हैं। तुलना के लिए, बालों का एक किनारा लगभग 100 माइक्रोन व्यास का होता है, और आपके शरीर में एक विशिष्ट कोशिका लगभग 10 माइक्रोन व्यास की होती है।

एक मांसपेशी फाइबर में कई मायोफिब्रिल होते हैं , जो मांसपेशी प्रोटीन के सिलेंडर होते हैं । ये प्रोटीन एक मांसपेशी कोशिका को अनुबंधित करने की अनुमति देते हैं। मायोफिब्रिल्स में दो प्रकार के फिलामेंट होते हैं जो फाइबर की लंबी धुरी के साथ चलते हैं, और ये फिलामेंट्स हेक्सागोनल पैटर्न में व्यवस्थित होते हैं । मोटे और पतले तंतु होते हैं। प्रत्येक मोटा तंतु छह पतले तन्तुओं से घिरा होता है।

मोटे और पतले तंतु एक अन्य संरचना से जुड़े होते हैं जिसे Z-डिस्क या Z-लाइन कहा जाता है , जो फाइबर की लंबी धुरी के लंबवत चलती है (मायोफिब्रिल जो एक Z-लाइन से दूसरी तक चलती है, एक सरकोमेरे कहलाती है )। Z-लाइन के नीचे लंबवत रूप से दौड़ना एक छोटी ट्यूब है जिसे अनुप्रस्थ या टी-ट्यूब्यूल कहा जाता है , जो वास्तव में कोशिका झिल्ली का हिस्सा है जो फाइबर के अंदर गहराई तक फैली हुई है। फाइबर के अंदर, टी-नलिकाओं के बीच लंबी धुरी के साथ फैला, एक झिल्ली प्रणाली है जिसे सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम कहा जाता है , जो कैल्शियम आयनों को संग्रहीत और रिलीज करता है जो मांसपेशियों के संकुचन को ट्रिगर करते हैं।

संकुचन के दौरान, पतले तंतु मोटे तंतु से आगे खिसकते हैं, जिससे सरकोमेरे छोटा हो जाता है।

मोटे और पतले तंतु मांसपेशियों का वास्तविक कार्य करते हैं, और जिस तरह से वे इसे करते हैं वह बहुत अच्छा है। मोटे तंतु मायोसिन नामक प्रोटीन से बने होते हैं । आणविक स्तर पर, एक मोटा फिलामेंट एक सिलेंडर में व्यवस्थित मायोसिन अणुओं का एक शाफ्ट होता है। पतले तंतु एक्टिन नामक एक अन्य प्रोटीन से बने होते हैं । पतले तंतु एक दूसरे के चारों ओर मुड़े हुए मोतियों की दो धागों की तरह दिखते हैं।

संकुचन के दौरान, मायोसिन के मोटे तंतु क्रॉसब्रिज बनाकर एक्टिन पतले तंतु को पकड़ लेते हैं । मोटे तंतु पतले तंतुओं को अपने पीछे खींचते हैं, जिससे सरकोमेरे छोटा हो जाता है। एक मांसपेशी फाइबर में, संकुचन के लिए संकेत पूरे फाइबर पर सिंक्रनाइज़ किया जाता है ताकि सभी मायोफिब्रिल्स जो सरकोमेरे को बनाते हैं, एक साथ छोटा हो जाते हैं।

प्रत्येक पतले फिलामेंट के खांचे में दो संरचनाएं होती हैं जो पतले फिलामेंट को मोटे लोगों के साथ स्लाइड करने में सक्षम बनाती हैं: एक लंबी, रॉड जैसी प्रोटीन जिसे ट्रोपोमायोसिन कहा जाता है और एक छोटा, मनका जैसा प्रोटीन कॉम्प्लेक्स जिसे ट्रोपोनिन कहा जाता है । ट्रोपोनिन और ट्रोपोमायोसिन आणविक स्विच हैं जो संकुचन के दौरान एक्टिन और मायोसिन की बातचीत को नियंत्रित करते हैं।

जबकि फिलामेंट्स की स्लाइडिंग बताती है कि मांसपेशी कैसे छोटी हो जाती है, यह यह नहीं समझाती है कि मांसपेशी कैसे छोटा करने के लिए आवश्यक बल बनाती है । यह समझने के लिए कि यह बल कैसे बनता है, आइए इस बारे में सोचें कि आप किसी चीज को रस्सी से कैसे ऊपर खींचते हैं:

मायोसिन क्रॉसब्रिज को साइकिल करके मांसपेशियां बल पैदा करती हैं।

यह समझने के लिए कि मांसपेशी कैसे बल बनाती है, आइए रस्सी के उदाहरण को लागू करें।

मायोसिन अणु गोल्फ क्लब के आकार के होते हैं। हमारे उदाहरण के लिए, मायोसिन क्लबहेड (क्रॉसब्रिज के साथ यह बनता है) आपकी भुजा है, और एक्टिन फिलामेंट रस्सी है:

सभी मांसपेशियों के संकुचन विद्युत आवेगों द्वारा ट्रिगर होते हैं , चाहे तंत्रिका कोशिकाओं द्वारा संचरित हों, आंतरिक रूप से (पेसमेकर के साथ) या बाहरी रूप से लागू (जैसे विद्युत-सदमे उत्तेजना के साथ)।

विद्युत संकेत (उत्तेजना) से अग्रणी युग्मन प्रक्रिया

कंकाल की मांसपेशी में संकुचन के लिए

मांसपेशियों के संकुचन के लिए ट्रिगर एक विद्युत आवेग है। विद्युत संकेत घटनाओं की एक श्रृंखला को बंद कर देता है जो मायोसिन और एक्टिन के बीच क्रॉसब्रिज साइकिलिंग की ओर ले जाता है, जो बल उत्पन्न करता है। घटनाओं की श्रृंखला कंकाल, चिकनी और हृदय की मांसपेशियों के बीच थोड़ी भिन्न होती है।

आइए देखें कि कंकाल की मांसपेशी के भीतर क्या होता है, उत्तेजना से संकुचन से लेकर विश्राम तक :

जैसा कि आप देख सकते हैं, मांसपेशियों के संकुचन को साइटोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों के स्तर द्वारा नियंत्रित किया जाता है। कंकाल की मांसपेशी में, कैल्शियम आयन एक्टिन ( एक्टिन-विनियमित संकुचन ) के स्तर पर काम करते हैं । वे बाध्यकारी साइटों से ट्रोपोनिन-ट्रोपोमायोसिन परिसर को स्थानांतरित करते हैं, जिससे एक्टिन और मायोसिन को बातचीत करने की इजाजत मिलती है।

इस सभी गतिविधि के लिए ऊर्जा की आवश्यकता होती है। मांसपेशियां ऊर्जा का उपयोग एटीपी के रूप में करती हैं। एटीपी से ऊर्जा का उपयोग मायोसिन क्रॉसब्रिज हेड को रीसेट करने और एक्टिन फिलामेंट को छोड़ने के लिए किया जाता है। एटीपी बनाने के लिए, पेशी निम्नलिखित कार्य करती है:

मांसपेशियों में दो मूल प्रकार के तंतुओं का मिश्रण होता है: तेज चिकोटी और धीमी गति से चिकोटी। फास्ट-ट्विच फाइबर अधिक ताकत विकसित करने में सक्षम हैं, तेजी से सिकुड़ते हैं और अधिक अवायवीय क्षमता रखते हैं। इसके विपरीत, धीमी-चिकोटी तंतु धीरे- धीरे बल विकसित करते हैं, संकुचन को लंबे समय तक बनाए रख सकते हैं और उच्च एरोबिक क्षमता रखते हैं। प्रशिक्षण मांसपेशियों के द्रव्यमान को बढ़ा सकता है, शायद फाइबर के प्रकार के बजाय आकार और मांसपेशी फाइबर की संख्या को बदलकर। कुछ एथलीट मांसपेशियों के निर्माण के लिए प्रदर्शन-बढ़ाने वाली दवाओं, विशेष रूप से एनाबॉलिक स्टेरॉयड का भी उपयोग करते हैं , हालांकि यह अभ्यास खतरनाक है और अधिकांश एथलेटिक प्रतियोगिताओं में प्रतिबंधित है।

जबकि अधिकांश प्रक्रियाएं समान हैं, कंकाल, हृदय और चिकनी पेशी की क्रियाओं के बीच कुछ उल्लेखनीय अंतर हैं।

हृदय-मांसपेशी कोशिकाएं धारीदार होती हैं , और बहुत कुछ कंकाल-मांसपेशी कोशिकाओं की तरह होती हैं, सिवाय इसके कि हृदय की मांसपेशी में, तंतु आपस में जुड़े होते हैं । Sarcoplasmic जालिका हृदय-मांसपेशियों की कोशिकाओं के रूप में नहीं कंकाल-मांसपेशियों की कोशिकाओं के रूप में अच्छी तरह से विकसित कर रहा है। कार्डिएक-मांसपेशियों का संकुचन एक्टिन-विनियमित है , जिसका अर्थ है कि कैल्शियम आयन सार्कोप्लास्मिक रेटिकुलम (कंकाल की मांसपेशी के रूप में) और कोशिका के बाहर (चिकनी पेशी के रूप में) दोनों से आते हैं। अन्यथा, हृदय-मांसपेशियों के संकुचन में होने वाली घटनाओं की श्रृंखला कंकाल की मांसपेशी के समान होती है।

कंकाल की मांसपेशी की तुलना में, चिकनी-मांसपेशी कोशिकाएं छोटी होती हैं। वे धुरी के आकार के होते हैं, लगभग 50 से 200 माइक्रोन लंबे और केवल 2 से 10 माइक्रोन व्यास के होते हैं। उनके पास कोई स्ट्राइक या सरकोमेरेस नहीं है। इसके बजाय, उनके पास पतले और मोटे फिलामेंट्स (अच्छी तरह से विकसित बैंड के विपरीत) के बंडल होते हैं जो मायोफिब्रिल्स के अनुरूप होते हैं। चिकनी-मांसपेशियों की कोशिकाओं में, मध्यवर्ती तंतु कोशिका के माध्यम से "मछली-जाल" स्टॉकिंग्स की एक जोड़ी में धागे की तरह अंतःस्थापित होते हैं। मध्यवर्ती तंतु पतले फिलामेंट्स को लंगर डालते हैं और कंकाल की मांसपेशी के Z- डिस्क के अनुरूप होते हैं। कंकाल-मांसपेशी कोशिकाओं के विपरीत, चिकनी-मांसपेशियों की कोशिकाओं में कोई ट्रोपोनिन, ट्रोपोमायोसिन या संगठित सार्कोप्लास्मिक रेटिकुलम नहीं होता है।

कंकाल-मांसपेशी कोशिकाओं की तरह, एक चिकनी-मांसपेशी कोशिका में संकुचन में क्रॉसब्रिज और पतले फिलामेंट्स का निर्माण होता है जो पिछले मोटे फिलामेंट्स को खिसकाते हैं। हालांकि, चूंकि चिकनी पेशी कंकाल की मांसपेशी की तरह व्यवस्थित नहीं होती है, इसलिए सभी दिशाओं में संकुचन होता है । संकुचन के दौरान, चिकनी-मांसपेशी कोशिका के मध्यवर्ती तंतु कोशिका को ऊपर खींचने में मदद करते हैं, जैसे ड्रॉस्ट्रिंग पर्स को बंद करना।

कैल्शियम आयन चिकनी पेशी में संकुचन को नियंत्रित करते हैं, लेकिन वे इसे कंकाल की मांसपेशी की तुलना में थोड़ा अलग तरीके से करते हैं:

इस प्रक्रिया को मायोसिन-विनियमित संकुचन कहा जाता है ।

मांसपेशियों और संबंधित विषयों के बारे में अधिक जानकारी के लिए, अगले पृष्ठ पर लिंक देखें।

आप कितने मजबूत हैं?

आप शायद यह जानकर चकित होंगे कि आपके शरीर के जोड़ और मांसपेशियां वास्तव में दैनिक आधार पर कितना बल देते हैं। डिस्कवरी का यह इंटरेक्टिव सेगमेंट आपको शरीर के अंदर ले जाता है और बताता है कि आपकी हड्डियों और मांसपेशियों में वास्तव में कितनी ताकत है। अन्य गतिविधियां आपको अपने शरीर की और भी अधिक प्रणालियों का पता लगाने देती हैं ताकि यह देखा जा सके कि वे आपको अपने दैनिक जीवन में कैसे आगे बढ़ते हैं।

मूल रूप से प्रकाशित: 11 अप्रैल 2001

मानव शरीर में सबसे मजबूत मांसपेशी कौन सी है?

मांसपेशियां कितने प्रकार की होती हैं?

मानव शरीर में कितनी मांसपेशियां और हड्डियां होती हैं?

मांसपेशियों के संकुचन को क्या ट्रिगर करता है?

मांसपेशियां शरीर को कैसे चलती हैं?

संबंधित आलेख

अधिक बढ़िया लिंक