अतिश्रम, जलद धावणे किंवा जड शारीरिक व्यायामानंतर मानवी स्नायूंमध्ये अचानक पेटके (Muscle Cramps) येतात; याचे प्रमुख जैवरासायनिक कारण काय आहे?
EN
Strenuous physical exertion, sprinting, or heavy exercise frequently causes acute muscle cramps and fatigue. What is the primary biochemical cause of this phenomenon?
योग्य उत्तर पर्याय (३) पायरुव्हेटचे लॅक्टिक आम्लामध्ये रूपांतर होणे आहे.
सविस्तर विश्लेषण:
•
स्नायूंचे विनॉक्सी श्वसन (Anaerobic Respiration in Muscles):
•
सर्वसाधारण स्थितीत पेशींमध्ये ग्लुकोजचे पायरुव्हेटमध्ये रूपांतर होते (ग्लायकोलिसिस) आणि ऑक्सिजनच्या उपस्थितीत तंतूकणिकेत (Mitochondria) संपूर्ण विघटन होऊन $CO_2 + H_2O + 38 ATP$ ऊर्जा मिळते.
•
परंतु जेव्हा आपण अतिश्रम करतो, तेव्हा स्नायूंना आवश्यक असणारा ऑक्सिजन रक्ताभिसरणाद्वारे वेगाने पुरवला जाऊ शकत नाही (ऑक्सिजनचा तुटवडा निर्माण होतो).
•
अशा तात्पुरत्या ऑक्सिजनच्या अभावात स्नायू पेशी विनॉक्सी श्वसन (Anaerobic Respiration) करतात:
•
पायरुव्हेट $\xrightarrow{\text{लॅक्टेट डिहायड्रोजिनेज}}$ लॅक्टिक आम्ल (Lactic Acid) + २ ATP.
•
हे तयार झालेले लॅक्टिक आम्ल स्नायूंच्या पेशींमध्ये जमा (Accumulate) होते, ज्यामुळे स्नायूंना थकवा (Muscle Fatigue) येतो आणि स्नायूंमध्ये वेदनादायक पेटके (Cramps) येतात.
•
विश्रांती घेतल्यावर किंवा गरम पाण्याने आंघोळ केल्यावर रक्ताभिसरण वाढते आणि लॅक्टिक आम्लाचे पुन्हा पायरुव्हेटमध्ये रूपांतर होऊन पेटके बरे होतात.
पर्यायांचे विश्लेषण:
•
पर्याय (३) अचूक कारण दर्शवतो.
•
पर्याय (४) अल्कोहोलचे रूपांतर यीस्ट (किण्वन) मध्ये होते, मानवी स्नायूंमध्ये नाही.
MPSC परीक्षा टीप
परीक्षेसाठी महत्त्वपूर्ण संकल्पना व शॉर्टकट
स्नायूंमध्ये साचलेले लॅक्टिक आम्ल रक्तातून यकृतात (Liver) नेले जाते, जिथे त्याचे पुन्हा ग्लुकोजमध्ये रूपांतर केले जाते; या चक्राला 'कोरी चक्र' (Cori Cycle) म्हणतात.
translate
English Explanation / स्पष्टीकरण:
The correct answer is Option (3) Anaerobic conversion of pyruvate into lactic acid.
Detailed Analysis:
•
Anaerobic Glycolysis in Skeletal Muscles:
•
Under normal aerobic conditions, glucose is converted to pyruvate via glycolysis, which subsequently enters the Krebs cycle and oxidative phosphorylation in the mitochondria to produce $CO_2, H_2O$, and up to 36–38 ATP.
•
During intense, vigorous muscular activity (e.g., sprinting or heavy weight-lifting), the rate of ATP demand outstrips the cardiovascular system's capacity to deliver oxygen.
•
Under acute intracellular hypoxia, the enzyme Lactate Dehydrogenase (LDH) reduces pyruvate into Lactic Acid to regenerate $NAD^+$ needed to sustain anaerobic glycolysis:
•
$Pyruvate + NADH + H^+ \xrightarrow{LDH} L-Lactate + NAD^+$.
•
The localized accumulation of lactic acid dissociates into lactate and hydrogen ions ($H^+$), reducing intracellular muscle pH (acidosis), inhibiting contractile enzymes, and precipitating muscle fatigue and painful cramps.
Distractor Analysis:
•
Option (3) accurately delineates the conversion pathway responsible for muscle cramps.
•
Option (4) represents alcoholic fermentation occurring in yeast, not animal skeletal muscles.
•
Options (1) and (2) fail to explain the physiological reality.
MPSC EXAM TIP
High-Yield Exam Strategy Tip
Lactate produced in skeletal muscle is transported via the bloodstream to the liver, where gluconeogenesis reconverts it back into glucose; this metabolic loop is known as the Cori Cycle.