कक्षा 11 जीव विज्ञान NCERT समाधान: अध्याय 20 गमन एवं संचलन

कंकाल पेशी की मूल संकुचनशील इकाई को सार्कोमियर कहा जाता है। यह दो Z-रेखाओं (या Z-डिस्क) के बीच का क्षेत्र होता है। सार्कोमियर में दो प्रकार के प्रोटीन तन्तु (filaments) होते हैं: एक्टिन (पतले तन्तु) और मायोसिन (मोटे तन्तु)।

सार्कोमियर के मुख्य भाग निम्नलिखित हैं:

1. A-बैंड (A-Band): यह मायोसिन तन्तुओं की पूरी लंबाई के बराबर होता है और इसमें एक्टिन तन्तुओं का वह भाग भी शामिल होता है जो मायोसिन के ऊपर ओवरलैप करता है। यह बैंड एनिसोट्रोपिक (anisotropic) होता है।
2. I-बैंड (I-Band): यह क्षेत्र केवल एक्टिन तन्तुओं से बना होता है और दो आसन्न सार्कोमियर के A-बैंड के बीच स्थित होता है। यह आइसोट्रोपिक (isotropic) होता है। I-बैंड के मध्य में एक पतली, सघन रेखा होती है जिसे Z-डिस्क कहते हैं।
3. Z-डिस्क (Z-Disc): यह एक सघन प्रोटीन संरचना होती है जो I-बैंड के मध्य में स्थित होती है और सार्कोमियर की सीमा को परिभाषित करती है। एक्टिन तन्तु Z-डिस्क से जुड़े होते हैं।
4. H-ज़ोन (H-Zone): यह A-बैंड के मध्य में स्थित एक क्षेत्र है जहाँ एक्टिन तन्तु मायोसिन के ऊपर ओवरलैप नहीं करते। यह क्षेत्र केवल मायोसिन तन्तुओं से बना होता है।
5. M-लाइन (M-Line): यह H-ज़ोन के ठीक मध्य में स्थित एक पतली रेखा होती है, जो मायोसिन तन्तुओं को एक साथ बांधे रखती है।

चित्र: (यहाँ एक सार्कोमियर का आरेखित चित्र प्रस्तुत किया जाएगा जिसमें उपरोक्त सभी भागों को स्पष्ट रूप से चिह्नित किया गया हो। चित्र में Z-डिस्क, I-बैंड, A-बैंड, H-ज़ोन और M-लाइन को दर्शाया जाएगा, साथ ही एक्टिन और मायोसिन तन्तुओं की स्थिति भी दिखाई जाएगी।)

पेशी संकुचन का सर्पी तन्तु सिद्धान्त (Sliding Filament Theory) हक्सले (Huxley) द्वारा 1954 में प्रस्तावित किया गया था। इस सिद्धान्त के अनुसार, पेशी संकुचन के दौरान एक्टिन (पतले) तन्तु मायोसिन (मोटे) तन्तुओं के ऊपर फिसलते हैं, जिससे सार्कोमियर की लंबाई कम हो जाती है। इस प्रक्रिया में न तो एक्टिन और न ही मायोसिन तन्तुओं की लंबाई में कोई परिवर्तन होता है, बल्कि वे एक-दूसरे पर सरकते हैं।

इस सिद्धान्त की मुख्य बातें इस प्रकार हैं:

1. उद्दीपन (Stimulation): जब एक तन्त्रिका आवेग पेशी तन्तु तक पहुँचता है, तो यह पेशी कोशिका झिल्ली (sarcolemma) को उत्तेजित करता है।
2. कैल्सियम आयनों का विमोचन (Release of Calcium Ions): पेशी कोशिका के अंतर्द्रव्यीय जाल (sarcoplasmic reticulum) से कैल्सियम आयन (Ca++) सार्कोमियर में मुक्त होते हैं।
3. एक्टिन-मायोसिन बंध का निर्माण (Formation of Actin-Myosin Cross-bridges): कैल्सियम आयन ट्रॉपोमायोसिन से बंध जाते हैं, जिससे एक्टिन पर मायोसिन के लिए बंधन स्थल (binding sites) खुल जाते हैं। ATP के जल-अपघटन से प्राप्त ऊर्जा का उपयोग करके मायोसिन के 'हेड' एक्टिन से जुड़कर क्रॉस-ब्रिज बनाते हैं।
4. फिलामेंट का फिसलना (Sliding of Filaments): मायोसिन हेड अपनी स्थिति बदलते हैं, जिससे एक्टिन फिलामेंट्स मायोसिन फिलामेंट्स पर सार्कोमियर के केंद्र की ओर खिंचते हैं। इस क्रिया को 'पावर स्ट्रोक' कहते हैं।
5. संकुचन (Contraction): एक्टिन फिलामेंट्स के अंदर की ओर फिसलने से सार्कोमियर की लंबाई कम हो जाती है, जिससे पेशी संकुचित हो जाती है। A-बैंड की लंबाई अपरिवर्तित रहती है, जबकि I-बैंड और H-ज़ोन की लंबाई कम हो जाती है।
6. शिथिलन (Relaxation): जब उद्दीपन समाप्त हो जाता है, तो कैल्सियम आयनों को वापस अंतर्द्रव्यीय जाल में पम्प कर दिया जाता है। क्रॉस-ब्रिज टूट जाते हैं और एक्टिन फिलामेंट्स अपनी मूल स्थिति में लौट आते हैं, जिससे पेशी शिथिल हो जाती है।

यह सिद्धान्त पेशी संकुचन की क्रियाविधि को सफलतापूर्वक समझाता है।