तुलनात्मक शरीर-रचना व कार्यिकी II: कंकाल, पेशी, तंत्रिका, हॉर्मोन व जनन
2. पेशी: सार्कोमियर व उत्तेजन–संकुचन युग्मन
| लक्षण | कंकाल | हृद् | चिकनी |
|---|---|---|---|
| रेखांकन व कोशिकाएँ | रेखित; लंबे बहुकेंद्रकी तंतु | रेखित; शाखित कोशिकाएँ, अंतर्विष्ट डिस्कों व गैप जंक्शनों से जुड़ी | अरेखित; तर्कुरूपी, एक केंद्रक |
| नियंत्रण | ऐच्छिक, कायिक प्रेरक न्यूरॉनों द्वारा | अनैच्छिक व पेशीजनित; स्वायत्त तंत्रिकाएँ दर बदलती हैं | अनैच्छिक; स्वायत्त तंत्रिकाएँ, हॉर्मोन, खिंचाव |
| Ca²⁺ किस पर कार्य करता है | ट्रोपोनिन C | ट्रोपोनिन C | कैल्मोड्युलिन, जो मायोसिन लघु-शृंखला काइनेज़ को सक्रिय करता है |
| धनुस्तंभ | संभव | असंभव: लंबी दुर्दम्य अवधि संकुचन से अधिक टिकती है | धीमा, स्थायी तानिक संकुचन |
सार्कोमियर एक Z रेखा से अगली तक फैला है। मोटे मायोसिन तंतु केंद्रीय A पट्ट में रहते हैं; Z रेखाओं पर स्थिर पतले ऐक्टिन तंतु भीतर की ओर बढ़ते हैं। I पट्ट में केवल पतले तंतु हैं, H क्षेत्र में केवल मोटे। विसर्पी तंतु मॉडल में कोई तंतु छोटा नहीं होता: अतिव्यापन बढ़ता है, अतः I पट्ट व H क्षेत्र सँकरे होते हैं जबकि A पट्ट स्थिर रहता है। 1.6 µm लंबे मोटे व 1.0 µm लंबे पतले तंतुओं के साथ 2.4 µm के सार्कोमियर में I = 2.4 − 1.6 = 0.8 µm और H = 2.4 − 2 × 1.0 = 0.4 µm; 2.0 µm पर H क्षेत्र लुप्त हो जाता है। तनाव मध्यवर्ती लंबाइयों पर अधिकतम है, जहाँ सर्वाधिक मायोसिन शीर्ष ऐक्टिन तक पहुँच पाते हैं (लंबाई–तनाव संबंध)।
उत्तेजन–संकुचन युग्मन में तंत्रिका-पेशी संधि पर ऐसीटिलकोलीन निकोटिनी ग्राहियों को खोलता है, और अंत्य-पट्टिका विभव पेशी क्रिया विभव उत्पन्न करता है जो T नलिकाओं में प्रवेश करता है। वहाँ वोल्टता-संवेदक का कार्य करते डाइहाइड्रोपिरिडीन ग्राही सार्कोप्लाज़्मिक रेटिकुलम के रायनोडीन ग्राहियों (RyR1) को यांत्रिक रूप से खोलते हैं। Ca²⁺ ट्रोपोनिन C से बँधता है, ट्रोपोमायोसिन ऐक्टिन पर मायोसिन-बंधन स्थलों से हटता है, और अनुप्रस्थ सेतु चक्रित होते हैं: ATP का बंधन मायोसिन को अलग करता है, ATP जल-अपघटन शीर्ष को फिर तानता है, और Pi का मोचन शक्ति-आघात चलाता है। शिथिलन को भी ATP चाहिए, उस SERCA पंप हेतु जो Ca²⁺ को रेटिकुलम में लौटाता है; ATP के बिना मायोसिन बँधा रहता है (मृत्यु-काठिन्य)। हृद् पेशी में L-प्रकार चैनलों से आया Ca²⁺ रेटिकुलम से मोचन प्रेरित करता है (कैल्सियम-प्रेरित कैल्सियम मोचन)।
बल को प्रेरक इकाइयों (एक प्रेरक न्यूरॉन व उसके द्वारा आपूरित सभी तंतु; नेत्र पेशियों में छोटी, आसनीय पेशियों में बड़ी) की भर्ती से, सबसे छोटी पहले, और तीव्रतर आवेगों से नियंत्रित किया जाता है जब तक संकुचन जुड़कर धनुस्तंभ न बन जाएँ। मंद ऑक्सीकारी (टाइप I) तंतु लाल, मायोग्लोबिन व माइटोकॉन्ड्रिया से समृद्ध और थकान-प्रतिरोधी हैं; तीव्र ग्लाइकोलिटिक तंतु पीले-सफ़ेद हैं और शीघ्र थकते हैं। मक्खियों, मधुमक्खियों व भृंगों में खिंचाव से सक्रिय असमकालिक उड़ान पेशी प्रति तंत्रिका आवेग अनेक बार संकुचित होती है, जिससे प्रति सेकंड सैकड़ों पंख-स्पंद संभव होते हैं; व्याध-पतंगों व टिड्डियों में समकालिक उड़ान पेशी है, प्रति आवेग एक संकुचन।
3. तंत्रिका तंत्र, झिल्ली विभव व सिनैप्स
Hydra जैसे निडेरिया में मस्तिष्क-रहित विसरित तंत्रिका जाल है; चपटे कृमियों में प्रमस्तिष्क गुच्छिकाएँ व अनुदैर्ध्य रज्जुओं की सीढ़ी; ऐनेलिडों व आर्थ्रोपोडों में खंडीय गुच्छिकाओं सहित अधरीय, ठोस, दोहरी तंत्रिका रज्जु; रज्जुकियों में पृष्ठीय, खोखली, एकल तंत्रिका रज्जु। द्विपार्श्व सममिति व अग्रगामी गति से शीर्षीभवन आया, अर्थात न्यूरॉनों व संवेदी अंगों का सिर पर एकत्रण। कशेरुकी स्वायत्त तंत्र में अनुकंपी विभाग (वक्ष-कटि बहिर्गमन, छोटे पूर्वगुच्छिकीय तंतु, अधिकांश लक्ष्यों पर नॉरऐड्रिनलिन; अधिवृक्क मज्जा ऐड्रिनलिन मुक्त करने वाली रूपांतरित गुच्छिका है) और परानुकंपी विभाग (कपाल-त्रिक बहिर्गमन, लंबे पूर्वगुच्छिकीय तंतु, लक्ष्यों पर मस्कैरिनी ग्राहियों पर ऐसीटिलकोलीन) है।
विश्राम विभव, स्तनधारी न्यूरॉन में लगभग −70 mV, मुख्यतः इसलिए उत्पन्न होता है कि विश्राम झिल्ली Na⁺ की तुलना में K⁺ के लिए कहीं अधिक पारगम्य है, और प्रवणताएँ Na⁺/K⁺-ATPase (प्रति ATP 3 Na⁺ बाहर, 2 K⁺ भीतर) बनाए रखता है। प्रत्येक आयन का साम्य विभव नर्न्स्ट समीकरण E = (RT/zF) ln([आयन]बाहर/[आयन]भीतर) से मिलता है, जो 37 °C पर E = (61.5/z) log10([बाहर]/[भीतर]) mV बनता है। बाहर 5 mM व भीतर 140 mM K⁺ पर EK = 61.5 × log10(5/140) ≈ −89 mV; 145 व 12 mM Na⁺ पर ENa ≈ +67 mV; Ca²⁺ के लिए z = 2 गुणांक को आधा कर देता है। झिल्ली विभव साम्य विभवों के बीच, पारगम्यता से भारित, रहता है (गोल्डमैन–हॉजकिन–काट्ज़ समीकरण): विश्राम में EK के निकट, स्पाइक के शिखर पर ENa की ओर।
देहली पर वोल्टता-नियंत्रित Na⁺ चैनल धनात्मक पुनर्भरण की बौछार में खुलते हैं और झिल्ली लगभग +30 mV तक पार चली जाती है; फिर Na⁺ चैनल निष्क्रिय होते हैं और विलंबित वोल्टता-नियंत्रित K⁺ चैनल उसे पुनर्ध्रुवित व क्षणभर अतिध्रुवित करते हैं। निष्क्रियण निरपेक्ष दुर्दम्य अवधि देता है, जो आवेगों को एकदिशीय रखती है और उनकी आवृत्ति सीमित करती है; टेट्रोडोटॉक्सिन Na⁺ चैनलों को अवरुद्ध करता है। स्पाइक सर्व-या-शून्य है, अतः तीव्रता आवृत्ति से कूटित होती है। चालन वेग तंत्रिकाक्ष के व्यास के साथ (स्क्विड व केंचुए के विशाल तंत्रिकाक्ष) और माइलिनन के साथ बढ़ता है, जो चालन को रैनवियर पर्वों के बीच कूदने वाला (साल्टेटरी) बनाता है (परिधीय तंत्रिकाओं में श्वान कोशिकाओं से, CNS में ऑलिगोडेंड्रोसाइटों से माइलिन)। इसे दो बिंदुओं पर उद्दीपन देकर मापा जाता है: वेग = उनके बीच दूरी ÷ विलंब-कालों का अंतर, जो संधि व पेशी के स्थिर विलंबों को निरस्त कर देता है। 250 mm दूर स्थलों पर 7.5 व 3.5 ms के विलंब-काल से 250 ÷ 4.0 = 62.5 m s⁻¹ मिलता है।
रासायनिक सिनैप्स पर आती स्पाइक वोल्टता-नियंत्रित Ca²⁺ चैनल खोलती है, पुटिकाएँ प्रेषी मुक्त करती हैं, और ग्राही उत्तेजक (ग्लूटामेट; तंत्रिका-पेशी संधि पर ऐसीटिलकोलीन) या निरोधक (GABA, ग्लाइसीन) पश्च-सिनैप्सी विभव उत्पन्न करते हैं जो स्थान व समय में संकलित होता है; विलंब लगभग 0.5 ms है और संचरण एकदिशीय है। ऐसीटिलकोलीनएस्टरेज़ ऐसीटिलकोलीन संकेत समाप्त करता है (ऑर्गेनोफ़ॉस्फ़ेट इसे निरुद्ध करते हैं), क्यूरेरी निकोटिनी ग्राहियों को और बोटुलिनम टॉक्सिन मोचन को अवरुद्ध करता है। गैप जंक्शनों से बने विद्युत सिनैप्स लगभग तात्क्षणिक हैं और दोनों दिशाओं में संचरण कर सकते हैं, जो क्रेफ़िश के विशाल तंतुओं जैसे पलायन परिपथों के अनुकूल है। घुटना-झटका एक-सिनैप्सी खिंचाव प्रतिवर्त है।
4. अंतःस्रावी तंत्र: हॉर्मोन, ग्राही व अक्ष
| वर्ग | उदाहरण | ग्राही व क्रिया |
|---|---|---|
| पेप्टाइड व प्रोटीन | इंसुलिन, ग्लूकागॉन, ADH, वृद्धि हॉर्मोन | कोशिका-सतह (G-प्रोटीन-युग्मित या टाइरोसिन काइनेज़); cAMP, IP3 व Ca²⁺ जैसे द्वितीयक संदेशवाहक; तीव्र |
| स्टेरॉइड | कॉर्टिसॉल, ऐल्डोस्टेरोन, टेस्टोस्टेरोन, एस्ट्राडियोल, एक्डाइसोन | अंतःकोशिकीय ग्राही जो DNA से बँधकर अनुलेखन बदलता है; धीमा, दीर्घस्थायी |
| कैटेकोलऐमीन | ऐड्रिनलिन, नॉरऐड्रिनलिन | कोशिका-सतह ऐड्रिनर्जिक ग्राही, पेप्टाइडों की तरह |
| थायरॉइड हॉर्मोन | थायरॉक्सिन (T4), ट्राइआयोडोथायरोनिन (T3) | नाभिकीय ग्राही, स्टेरॉइडों की तरह, यद्यपि टाइरोसिन से बनता है |
हाइपोथैलेमस निवाहिका वाहिकाओं से पहुँचते मोचक हॉर्मोनों द्वारा अग्र पीयूष को नियंत्रित करता है: TRH → TSH → थायरॉइड; CRH → ACTH → अधिवृक्क वल्कुट; GnRH → FSH व LH → जनद; GHRH व सोमैटोस्टैटिन → वृद्धि हॉर्मोन; प्रोलैक्टिन मुख्यतः डोपामीन द्वारा दबा रहता है। पश्च पीयूष ADH व ऑक्सीटोसिन मुक्त करता है, जो सुप्राऑप्टिक व पैरावेंट्रिकुलर केंद्रकों के न्यूरॉन बनाते हैं और अपने तंत्रिकाक्षों से नीचे भेजते हैं। अंतिम हॉर्मोन ऋणात्मक पुनर्भरण करते हैं: आयोडीन की कमी में T4 घटता है, TSH बढ़ता है और थायरॉइड बढ़कर घेंघा बन जाता है। अधिवृक्क वल्कुट ऐल्डोस्टेरोन (ज़ोना ग्लोमेरुलोसा), कॉर्टिसॉल (फ़ैसिकुलेटा) व एंड्रोजन (रेटिकुलेरिस) बनाता है; द्वीपिका β कोशिकाएँ इंसुलिन, α कोशिकाएँ ग्लूकागॉन बनाती हैं। PTH प्लाज़्मा Ca²⁺ बढ़ाता है (अस्थि पुनःअवशोषण, वृक्कीय पुनरवशोषण, विटामिन D का कैल्सिट्रायॉल में सक्रियण), और थायरॉइड की C कोशिकाओं का कैल्सिटोनिन उसे घटाता है। स्राव रुकने पर हॉर्मोन का स्तर C = C0 × (1/2)t/t½ के अनुसार घटता है: पेप्टाइड मिनटों तक टिकते हैं, प्रोटीन-बद्ध स्टेरॉइड व थायरॉइड हॉर्मोन अधिक देर (थायरॉक्सिन लगभग एक सप्ताह)।
कीट निर्मोचन तुलनात्मक उदाहरण है। मस्तिष्क की तंत्रिकास्रावी कोशिकाएँ PTTH मुक्त करती हैं, जो अग्रवक्षीय ग्रंथियों से एक्डाइसोन (सक्रिय 20-हाइड्रॉक्सीएक्डाइसोन में परिवर्तित) स्रावित कराता है; एक्डाइसोन का प्रत्येक स्पंद एक निर्मोचन प्रेरित करता है। कॉर्पोरा एलाटा से आया किशोर हॉर्मोन (JH) तय करता है कि निर्मोचन किस प्रकार का हो: उच्च JH से लार्वा निर्मोचन, निम्न JH से प्यूपा निर्मोचन, JH के अभाव में वयस्क। अतः छोटे लार्वा से कॉर्पोरा एलाटा हटाने पर समय-पूर्व लघु प्यूपा व वयस्क बनता है, और अंतिम इंस्टार लार्वा में सक्रिय कॉर्पोरा एलाटा प्रत्यारोपित करने पर एक अतिरिक्त लार्वा इंस्टार बनता है। उभयचरों में थायरॉइड हॉर्मोन कायांतरण चलाता है, और थायरॉइड-रहित टैडपोल टैडपोल के रूप में ही बढ़ते रहते हैं।
5. जनन तंत्र व उनका हॉर्मोनी नियंत्रण
अलैंगिक जनन एक जनक की प्रतिलिपि बनाता है: प्रोटिस्टों में द्विविभाजन, Hydra में मुकुलन, प्लैनेरिया में खंडन, स्पंजों में जेम्यूल। लैंगिक जातियाँ पृथक-लिंगी या उभयलिंगी हो सकती हैं, समकालिक (केंचुए, जो फिर भी पर-निषेचन करते हैं) या क्रमिक (क्लाउनफ़िश पहले नर, रास मछलियाँ पहले मादा)। अनिषेकजनन अनिषेचित अंडों से संतान बनाता है: अगुणित नर मधुमक्खियाँ (ड्रोन), एफ़िडों की ग्रीष्म पीढ़ियाँ। निषेचन अधिकांश अस्थिल मछलियों व मेंढकों में बाह्य और उल्बधारियों व कीटों में आंतरिक है। भ्रूण दिए गए अंडों में (अंडप्रजता: पक्षी, मोनोट्रीम), माता के भीतर रुके व पीतक से पोषित अंडों में (अंडजरायुजता: कुछ शार्क व साँप) या अपरा के माध्यम से मातृ पोषण पर (जरायुजता: यूथीरियन स्तनधारी) विकसित होते हैं; मार्सुपियल अल्प गर्भकाल के बाद जन्म लेकर शिशुधानी में विकास पूरा करते हैं।
मानव नर में वृषण वृषणकोष में शरीर के केंद्रीय ताप से 2 से 3 °C नीचे रहते हैं, जो शुक्राणुजनन के लिए आवश्यक है। शुक्रजनक नलिकाओं में जनन कोशिकाएँ और सर्टोली कोशिकाएँ हैं, जो FSH का लक्ष्य हैं, जनन कोशिकाओं को पोषण देती हैं, रक्त–वृषण अवरोध बनाती हैं और इनहिबिन स्रावित करती हैं; नलिकाओं के बीच लेडिग कोशिकाएँ LH के प्रत्युत्तर में टेस्टोस्टेरोन स्रावित करती हैं। शुक्राणु अधिवृषण में परिपक्व व संचित होते हैं, शुक्रवाहक से गुज़रते हैं और शुक्राशयों (फ़्रक्टोस-समृद्ध), प्रोस्टेट व बल्बोयूरेथ्रल ग्रंथियों के स्रावों से मिलते हैं। टेस्टोस्टेरोन GnRH व LH पर, इनहिबिन FSH पर पुनर्भरण करता है।
| प्रावस्था | अंडाशय | हॉर्मोन | गर्भाशय |
|---|---|---|---|
| आर्तव, दिन 1–5 | पुटकों का नया समूह बढ़ना आरंभ करता है | एस्ट्राडियोल व प्रोजेस्टेरोन निम्न | क्रियात्मक गर्भाशय अंतःस्तर का क्षरण |
| पुटकीय, दिन 6–13 | एक प्रभावी ग्राफ़ी पुटक | FSH; बढ़ता एस्ट्राडियोल | अंतःस्तर का पुनर्निर्माण (प्रचुरोद्भवन) |
| अंडोत्सर्ग, लगभग दिन 14 | पुटक फटकर द्वितीयक अंडक मुक्त करता है | LH उछाल, सतत उच्च एस्ट्राडियोल से प्रेरित (धनात्मक पुनर्भरण) | अंतःस्तर मोटा |
| पीत-पिंडी, दिन 15–28 | कॉर्पस ल्यूटियम | प्रोजेस्टेरोन व एस्ट्राडियोल उच्च; LH व FSH दमित | स्रावी अंतःस्तर, अंतर्रोपण हेतु तैयार |
अंतर्रोपण न होने पर कॉर्पस ल्यूटियम क्षीण होता है, प्रोजेस्टेरोन घटता है और अंतःस्तर का क्षरण होता है। अंतर्रोपण के बाद पोषकोरक (ट्रोफ़ोब्लास्ट) hCG स्रावित करता है, जो LH की तरह कार्य कर कॉर्पस ल्यूटियम से तब तक प्रोजेस्टेरोन स्रावित कराता है जब तक अपरा यह कार्य न सँभाल ले; मूत्र में hCG गर्भावस्था परीक्षणों का आधार है। पीत-पिंडी प्रावस्था लगभग 14 दिन पर लगभग स्थिर रहती है, अतः चक्र की लंबाई पुटकीय प्रावस्था में बदलती है। अधिकांश स्तनधारियों में मदचक्र होते हैं, जिनमें वे केवल मद-काल में ग्रहणशील रहते हैं और अंतःस्तर पुनःअवशोषित होता है, जबकि मनुष्य व कुछ अन्य प्राइमेट में आर्तव होता है; खरगोश व बिल्लियाँ प्रेरित अंडोत्सर्गी हैं, जो मैथुन के प्रत्युत्तर में अंडोत्सर्ग करती हैं।
मुख्य बिंदु
- द्रवस्थैतिक कंकाल को बंद द्रव पर कार्य करती प्रतिपक्षी पेशियाँ चाहिए (केंचुए में वृत्ताकार व अनुदैर्ध्य, सूत्रकृमि में केवल अनुदैर्ध्य); बाह्यकंकाल का निर्मोचन करना पड़ता है; अंतःकंकाल बढ़ता है। अस्थि कोलैजन व हाइड्रॉक्सीऐपेटाइट है, जिसे ऑस्टियोब्लास्ट व ऑस्टियोक्लास्ट पुनर्गठित करते हैं; वयस्क मनुष्य में 206 अस्थियाँ हैं, 80 अक्षीय व 126 उपांगीय।
- संकुचन में A पट्ट स्थिर रहता है जबकि I पट्ट व H क्षेत्र सँकरे होते हैं; I = S − मोटे तंतु की लंबाई और H = S − 2 × पतले तंतु की लंबाई। RyR1 से मुक्त Ca²⁺ ट्रोपोनिन C से बँधता है; मायोसिन को अलग करने और Ca²⁺ को वापस पंप करने, दोनों के लिए ATP चाहिए।
- तंत्रिका जाल, सीढ़ी, अधरीय दोहरी रज्जु व पृष्ठीय खोखली रज्जु मुख्य तंत्रिका योजनाएँ हैं। 37 °C पर E = (61.5/z) log10(बाहर/भीतर) mV; विश्राम विभव EK के निकट रहता है क्योंकि K⁺ पारगम्यता प्रधान है।
- चालन वेग व्यास व माइलिनन के साथ बढ़ता है और दो उद्दीपन स्थलों के बीच दूरी ÷ विलंब-कालों के अंतर के रूप में मापा जाता है। रासायनिक सिनैप्स लगभग 0.5 ms विलंब सहित एकदिशीय हैं; विद्युत सिनैप्स तीव्र हैं और दोनों दिशाओं में चल सकते हैं।
- पेप्टाइड व कैटेकोलऐमीन द्वितीयक संदेशवाहकों के माध्यम से सतही ग्राहियों पर, स्टेरॉइड व थायरॉइड हॉर्मोन अनुलेखन बदलने वाले अंतःकोशिकीय ग्राहियों पर कार्य करते हैं। हाइपोथैलेमस के मोचक हॉर्मोन अग्र पीयूष को चलाते हैं; ADH व ऑक्सीटोसिन हाइपोथैलेमस में बनते हैं। कीटों में एक्डाइसोन हर निर्मोचन प्रेरित करता है और किशोर हॉर्मोन उसका प्रकार तय करता है।
- जनन रणनीतियाँ विखंडन व मुकुलन से लेकर उभयलिंगता, अनिषेकजनन व अपरायुक्त जरायुजता तक हैं। LH लेडिग कोशिकाओं को और FSH सर्टोली कोशिकाओं को चलाता है; एस्ट्राडियोल-प्रेरित LH उछाल अंडोत्सर्ग कराता है, कॉर्पस ल्यूटियम प्रोजेस्टेरोन बनाता है, और गर्भावस्था में hCG उसे बचाता है। पीत-पिंडी प्रावस्था लगभग 14 दिन की है।
अभ्यास प्रश्न (18)
उत्तर खोलने से पहले प्रत्येक प्रश्न हल करें। हर व्याख्या सही विकल्प के साथ लुभावना गलत विकल्प भी बताती है, क्योंकि अंक वहीं जाते हैं।
संकुचन के समय कंकाल पेशी का सार्कोमियर छोटा होने पर निम्नलिखित में से किसकी लंबाई समान रहती है?
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उत्तर: C — A पट्ट
A पट्ट मोटे तंतुओं की लंबाई है, जो छोटे नहीं होते, अतः वह स्थिर रहता है। I पट्ट व H क्षेत्र वे भाग हैं जहाँ पतले व मोटे तंतु अतिव्याप्त नहीं होते; तंतुओं के सरकने पर अतिव्यापन बढ़ता है और दोनों सँकरे होते हैं, तथा Z रेखाएँ पास आती हैं। I पट्ट भ्रामक उत्तर है क्योंकि उसमें पतले तंतु हैं, जिनकी लंबाई भी नहीं बदलती, पर पट्ट स्वयं गैर-अतिव्याप्त भाग से परिभाषित है, जो घटता है।कंकाल पेशी के एक सार्कोमियर में मोटे तंतु 1.6 µm लंबे हैं और प्रत्येक पतला तंतु अपनी Z रेखा से 1.0 µm तक फैला है। मोटे तंतु के केंद्रीय नग्न क्षेत्र की उपेक्षा करें। सार्कोमियर 2.4 µm लंबा होने पर मोटे तंतु की लंबाई का कितना प्रतिशत पतले तंतुओं के साथ-साथ स्थित है?
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 75
H क्षेत्र, जहाँ मोटे तंतुओं के साथ कोई पतला तंतु नहीं, सार्कोमियर लंबाई में से दो पतले तंतु घटाने पर मिलता है: 2.4 − 2 × 1.0 = 0.4 µm। मोटे तंतु का अतिव्याप्त भाग 1.6 − 0.4 = 1.2 µm है, जो उसकी लंबाई का 1.2 ÷ 1.6 = 75% है। 2.0 µm पर H क्षेत्र लुप्त हो जाता और अतिव्यापन 100% होता।एक औषधि कंकाल-पेशी सार्कोप्लाज़्मिक रेटिकुलम के रायनोडीन ग्राहियों (RyR1) से Ca²⁺ मोचन अवरुद्ध करती है। एक तंत्रिका–पेशी निर्मिति को इससे उपचारित कर प्रेरक तंत्रिका को उद्दीप्त किया जाता है। क्या दिखता है?
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उत्तर: B — सामान्य अंत्य-पट्टिका व पेशी क्रिया विभव दर्ज होते हैं, पर तंतु में बहुत कम या कोई तनाव नहीं बनता
संधि पर संचरण और पेशी क्रिया विभव रेटिकुलम पर निर्भर नहीं, अतः दोनों सामान्य हैं; विफल वह चरण होता है जो उन्हें संकुचन से जोड़ता है, अर्थात RyR1 से Ca²⁺ मोचन, अतः तनाव नहीं बनता। कंकाल पेशी में डाइहाइड्रोपिरिडीन ग्राही मुख्यतः RyR1 से यांत्रिक रूप से जुड़े वोल्टता-संवेदक हैं, और उनसे प्रविष्ट Ca²⁺ संकुचन सक्रिय करने के लिए बहुत कम है, जिससे वोल्टता-संवेदक वाला विकल्प खारिज होता है। काठिन्य के लिए ATP का क्षय चाहिए, Ca²⁺ मोचन का अवरोध नहीं।सूत्रकृमि चाबुक जैसे पृष्ठ-अधर मोड़ से चलते हैं और केंचुओं की तरह क्रमाकुंचनी रेंगना नहीं कर पाते। मुख्य कारण क्या है?
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उत्तर: D — उनकी देहभित्ति में केवल अनुदैर्ध्य पेशियाँ हैं, उनका प्रतिपक्षी कोई वृत्ताकार स्तर नहीं
क्रमाकुंचन के लिए वृत्ताकार व अनुदैर्ध्य पेशियों का अलग-अलग कक्षों के द्रव पर बारी-बारी से कार्य करना आवश्यक है, जैसे पटयुक्त केंचुए में। सूत्रकृमियों में केवल अनुदैर्ध्य पेशियाँ दाबित कूटगुहा व प्रत्यास्थ उपत्वचा के विरुद्ध कार्य करती हैं, अतः एक ओर का संकुचन देह को बस मोड़ देता है। उनमें द्रव-भरी देहगुहा (कूटगुहा) है, वे खंडित नहीं हैं, और उनकी उपत्वचा कोलैजनी है, काइटिनी नहीं।मानव कंकाल की कौन-सी अस्थियाँ मुख्यतः उपास्थि-प्रतिरूप के बिना, अंतःझिल्लीय अस्थिभवन से बनती हैं?
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उत्तर: B — कपाल-छत की चपटी अस्थियाँ, जैसे पैराइटल
अंतःझिल्लीय अस्थिभवन मध्योतक को सीधे अस्थि में बदलता है और कपाल-छत की चपटी अस्थियाँ बनाता है। लंबी अस्थियाँ, कशेरुकाएँ व अंगुलास्थियाँ अंतःउपास्थि अस्थिभवन से, काचाभ उपास्थि-प्रतिरूप को प्रतिस्थापित कर, बनती हैं; फ़ीमर भ्रामक केवल इसलिए है कि वह दूसरी प्रक्रिया का पाठ्यपुस्तकीय उदाहरण है।37 °C पर एक न्यूरॉन की अंतःकोशिकीय K⁺ सांद्रता 140 mM है। बाह्यकोशिकीय K⁺ 4 mM से बढ़कर 8 mM हो जाता है। K⁺ साम्य विभव कितने मिलीवोल्ट कम ऋणात्मक हो जाता है? E = 61.5 log10([K⁺]बाहर/[K⁺]भीतर) mV लें और उत्तर एक दशमलव स्थान तक दें।
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 18.5
पहले E = 61.5 log10(4/140) और बाद में E = 61.5 log10(8/140)। परिवर्तन 61.5 × [log10(8/140) − log10(4/140)] = 61.5 × log10 2 = 61.5 × 0.301 = 18.5 mV है, जो भीतरी सांद्रता से स्वतंत्र है। EK लगभग −95 से −76 mV पर आ जाता है, इसीलिए उच्च प्लाज़्मा K⁺ उत्तेजनशील कोशिकाओं को विध्रुवित करता है।एक तंत्रिका चालन अध्ययन में प्रेरक तंत्रिका को कोहनी और कलाई पर, 252 mm की दूरी पर, उद्दीप्त किया जाता है और हाथ में पेशी प्रत्युत्तर दर्ज किया जाता है। कोहनी से विलंब-काल 7.8 ms और कलाई से 3.6 ms है। तंत्रिका खंड का चालन वेग कितने m/s है?
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
उत्तर देखें
उत्तर: 60
दोनों विलंब-कालों में संधि व पेशी के समान विलंब सम्मिलित हैं, अतः अंतर, 7.8 − 3.6 = 4.2 ms, स्थलों के बीच 252 mm तय करने का समय है। वेग = 252 mm ÷ 4.2 ms = 60 mm प्रति ms = 60 m s⁻¹। दूरी को किसी एक विलंब-काल से भाग देने पर वेग कम आँका जाता।स्क्विड के विशाल तंत्रिकाक्ष पर टेट्रोडोटॉक्सिन लगाया जाता है। कौन-सा परिणाम अपेक्षित है?
उत्तर देखें
उत्तर: A — क्रिया विभव समाप्त हो जाते हैं, जबकि विश्राम विभव में थोड़ा ही परिवर्तन होता है
टेट्रोडोटॉक्सिन वोल्टता-नियंत्रित Na⁺ चैनलों को अवरुद्ध करता है, अतः पुनर्जननकारी Na⁺ अंतर्प्रवाह नहीं हो पाता और कोई स्पाइक नहीं बनती; मुख्यतः K⁺ पारगम्यता से तय विश्राम विभव पर थोड़ा ही प्रभाव पड़ता है। पुनर्ध्रुवण विफल होने से लंबी स्पाइकें टेट्राएथिलअमोनियम जैसे K⁺-चैनल अवरोधकों का प्रभाव हैं, जो सामान्य भ्रम है। टॉक्सिन K⁺ रिसाव चैनलों को नहीं रोकता, और प्रेषी मोचन केवल इसलिए विफल होता है कि सिरे तक कोई स्पाइक नहीं पहुँचती।तंत्रिका तंत्रों के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
उत्तर देखें
उत्तर: A — ऐनेलिडों व आर्थ्रोपोडों में खंडीय गुच्छिकाओं वाली अधरीय, ठोस तंत्रिका रज्जु होती है; C — अनुकंपी पूर्वगुच्छिकीय न्यूरॉन मेरुरज्जु से उसके वक्षीय व कटि खंडों में निकलते हैं
खंडीय गुच्छिकाओं वाली अधरीय ठोस रज्जु ऐनेलिड–आर्थ्रोपोड योजना है, और अनुकंपी बहिर्गमन वक्ष-कटि है। परानुकंपी पश्चगुच्छिकीय तंतु मस्कैरिनी ग्राहियों पर ऐसीटिलकोलीन मुक्त करते हैं; नॉरऐड्रिनलिन अधिकांश अनुकंपी पश्चगुच्छिकीय तंतुओं का प्रेषी है। निडेरिया का तंत्रिका जाल विसरित है और उसमें मस्तिष्क नहीं।एक न्यूरॉन में EK = −90 mV और ENa = +60 mV है, फिर भी विश्राम झिल्ली विभव −70 mV है। कौन-सी व्याख्या इन मानों से मेल खाती है?
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उत्तर: C — विश्राम झिल्ली Na⁺ की तुलना में K⁺ के लिए कहीं अधिक पारगम्य है, और अल्प Na⁺ रिसाव उसे E_{K} से धनात्मक ओर खींचता है
गोल्डमैन–हॉजकिन–काट्ज़ समीकरण के अनुसार झिल्ली विभव साम्य विभवों के बीच पारगम्यता-भारित समझौता है। EK से 20 mV और ENa से 130 mV दूर स्थित −70 mV दर्शाता है कि K⁺ पारगम्यता प्रधान है और अल्प Na⁺ रिसाव है। Na⁺ व K⁺ के लिए समान पारगम्यताएँ विभव को EK से बहुत दूर, −70 mV से कहीं कम ऋणात्मक मान पर खींच ले जातीं। पंप सीधे केवल कुछ मिलीवोल्ट जोड़ता है; उसका मुख्य कार्य प्रवणताएँ बनाए रखना है। EK से अधिक ऋणात्मक विभव प्रेक्षित स्थिति के उलट है।कौन-सा हॉर्मोन, यद्यपि अमीनो अम्ल टाइरोसिन से बनता है, मुख्यतः जीन अनुलेखन बदलने वाले नाभिकीय ग्राही के माध्यम से कार्य करता है?
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उत्तर: B — ट्राइआयोडोथायरोनिन (T3)
T3 वसारागी है, कोशिकाओं में प्रवेश करता है और नाभिक में थायरॉइड-हॉर्मोन ग्राहियों से बँधता है जो अनुलेखन कारकों का कार्य करते हैं। ऐड्रिनलिन भी टाइरोसिन से बनता है, इसलिए वह भ्रामक उत्तर है, पर वह जल-विलेय है और द्वितीयक संदेशवाहकों के माध्यम से कोशिका-सतह ऐड्रिनर्जिक ग्राहियों पर कार्य करता है। ग्लूकागॉन व ADH सतही ग्राहियों पर कार्य करने वाले पेप्टाइड हैं।कशेरुकी अंतःस्रावी तंत्र के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
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उत्तर: B — ADH व ऑक्सीटोसिन हाइपोथैलेमस के न्यूरॉन बनाते हैं और वे पश्च पीयूष से मुक्त होते हैं; D — प्रोलैक्टिन स्राव मुख्यतः हाइपोथैलेमस के डोपामीन द्वारा दबा रहता है
ADH व ऑक्सीटोसिन सुप्राऑप्टिक व पैरावेंट्रिकुलर केंद्रकों में संश्लेषित होकर पश्च पीयूष में संचित होते हैं, और प्रोलैक्टिन अग्र पीयूष का वह हॉर्मोन है जो मुख्यतः निरोधक (डोपामीन) नियंत्रण में है। आयोडीन की कमी में T4 घटता है, ऋणात्मक पुनर्भरण दुर्बल होता है और TSH बढ़ता है, जिससे घेंघा होता है। ऐल्डोस्टेरोन ज़ोना ग्लोमेरुलोसा से आता है; फ़ैसिकुलेटा कॉर्टिसॉल बनाता है।एक प्रारंभिक इंस्टार रेशमकीट लार्वा से कॉर्पोरा एलाटा शल्य द्वारा हटा दिए जाते हैं, उसके मस्तिष्क व अग्रवक्षीय ग्रंथियाँ अक्षत रहती हैं। आगामी निर्मोचनों में क्या होता है?
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उत्तर: C — लार्वा समय से पहले निर्मोचित होकर लघु प्यूपा और फिर लघु वयस्क बनता है
कॉर्पोरा एलाटा का किशोर हॉर्मोन निर्मोचनों को लार्वीय बनाए रखता है। उसके बिना अक्षत अग्रवक्षीय ग्रंथियों के एक्डाइसोन स्पंद अब भी निर्मोचन प्रेरित करते हैं, पर वे कायांतरणी हो जाते हैं, जिससे शीघ्र ही छोटा प्यूपा व वयस्क बनता है। अतिरिक्त लार्वा इंस्टार उलटे प्रयोग, अर्थात सक्रिय कॉर्पोरा एलाटा के प्रत्यारोपण, का परिणाम हैं। एक्डाइसोन अग्रवक्षीय ग्रंथियों से और PTTH मस्तिष्क से आता है, जिनमें से कोई नहीं हटाया गया।एक पेप्टाइड हॉर्मोन का स्राव अचानक तब रुकता है जब उसकी प्लाज़्मा सांद्रता 160 pg/mL है। उसकी प्लाज़्मा अर्ध-आयु 8 मिनट है और निष्कासन प्रथम-कोटि बलगतिकी का पालन करता है। 32 मिनट बाद उसकी प्लाज़्मा सांद्रता कितने pg/mL है?
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 10
32 मिनट 32 ÷ 8 = 4 अर्ध-आयु हैं, अतः सांद्रता 160 × (1/2)⁴ = 160 ÷ 16 = 10 pg/mL है। प्रत्येक अर्ध-आयु में निश्चित मात्रा घटाना, अर्थात रैखिक ह्रास मानना, सामान्य भूल है।मानव नर जनन तंत्र के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?
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उत्तर: A — लेडिग कोशिकाएँ LH के प्रत्युत्तर में टेस्टोस्टेरोन स्रावित करती हैं; D — सर्टोली कोशिकाएँ FSH का मुख्य लक्ष्य हैं और इनहिबिन स्रावित करती हैं
LH लेडिग कोशिकाओं पर कार्य कर टेस्टोस्टेरोन बनवाता है, और FSH सर्टोली कोशिकाओं पर, जो इनहिबिन स्रावित करती हैं जो FSH पर पुनर्भरण करता है। अर्धसूत्रण शुक्रजनक नलिकाओं के भीतर पूरा होता है; अधिवृषण में शुक्राणु परिपक्व व संचित होते हैं। वृषणकोष वृषणों को शरीर के केंद्रीय भाग से 2 से 3 °C ठंडा रखता है, गर्म नहीं।एक स्त्री के आर्तव चक्र नियमित रूप से 31 दिन के हैं, जिसमें दिन 1 आर्तव रक्तस्राव का पहला दिन है। उसकी पीत-पिंडी प्रावस्था, अंडोत्सर्ग के अगले दिन से चक्र के अंतिम दिन तक गिनी जाने पर, 14 दिन की है। वह चक्र के किस दिन अंडोत्सर्ग करती है?
संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।
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उत्तर: 17
पीत-पिंडी प्रावस्था चक्र के अंतिम 14 दिन, दिन 18 से 31, घेरती है, अतः अंडोत्सर्ग दिन 31 − 14 = 17 को होता है। यही नियम 28-दिवसीय चक्र के लिए दिन 14 देता है; लंबे चक्र के अतिरिक्त तीन दिन पुटकीय प्रावस्था में जुड़ते हैं, पीत-पिंडी में नहीं।प्रारंभिक मानव गर्भावस्था में कॉर्पस ल्यूटियम क्षीण नहीं होता और आर्तव नहीं होता। कॉर्पस ल्यूटियम से प्रोजेस्टेरोन स्राव कौन बनाए रखता है?
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उत्तर: D — भ्रूण के पोषकोरक का hCG, जो कॉर्पस ल्यूटियम पर LH की तरह कार्य करता है
पोषकोरक hCG स्रावित करता है, जो कॉर्पस ल्यूटियम के LH ग्राही से बँधकर तब तक प्रोजेस्टेरोन स्राव बनाए रखता है जब तक अपरा यह कार्य न सँभाल ले। पीत-पिंडी प्रोजेस्टेरोन पीयूष LH को दबा देता है, अतः दूसरा उछाल नहीं होता; यही भ्रामक पर गलत विचार है। FSH कॉर्पस ल्यूटियम को पुटक में नहीं बदलता, और ऑक्सीटोसिन गर्भाशय संकुचन व दुग्ध-निष्कासन पर कार्य करता है, अंतःस्तर बनाए रखने पर नहीं।नर मधुमक्खियाँ (ड्रोन) कैसे उत्पन्न होती हैं?
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उत्तर: A — अनिषेचित अंडों से अनिषेकजनन द्वारा, अतः ड्रोन अगुणित होते हैं
मधुमक्खियाँ अगुणित-द्विगुणित हैं: अनिषेचित अंडे अनिषेकजनन से अगुणित नर बनते हैं, जबकि निषेचित अंडे द्विगुणित मादाएँ देते हैं। मादा लार्वा को रॉयल जेली खिलाना रानी बनाम श्रमिक तय करता है, लिंग नहीं, अतः वह भ्रामक विकल्प है। श्रमिक लिंग नहीं बदलतीं, और मधुमक्खी में लिंग X गुणसूत्रों से तय नहीं होता।