अल्जाइमर रोग और मस्तिष्क विज्ञान: सामान्य विज्ञान के महत्वपूर्ण प्रश्न
परिचय:** प्रतियोगी परीक्षाओं में सफलता के लिए सामान्य विज्ञान की गहरी समझ अत्यंत आवश्यक है। भौतिकी, रसायन विज्ञान और जीव विज्ञान के मूलभूत सिद्धांतों में महारत हासिल करना न केवल ज्ञान को बढ़ाता है, बल्कि जटिल अवधारणाओं को समझने की क्षमता को भी विकसित करता है। वर्तमान घटनाओं से प्रेरित यह प्रश्नोत्तरी आपको अल्जाइमर रोग जैसे महत्वपूर्ण विषयों से जुड़े विज्ञान के विभिन्न पहलुओं का अभ्यास करने में मदद करेगी, ताकि आप परीक्षा में आत्मविश्वास से सामना कर सकें।
सामान्य विज्ञान अभ्यास प्रश्न (General Science Practice MCQs)
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मस्तिष्क में वसा (fat) की भूमिका, न कि केवल प्लाक (plaques), अल्जाइमर रोग का एक प्रमुख कारण मानी जा रही है। अल्जाइमर रोग में मुख्य रूप से मस्तिष्क की कौन सी कोशिकाएं प्रभावित होती हैं?
- (a) न्यूरॉन्स (Neurons)
- (b) ग्लियल कोशिकाएं (Glial cells)
- (c) रक्त वाहिकाएं (Blood vessels)
- (d) एपेंडिमल कोशिकाएं (Ependymal cells)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अल्जाइमर रोग एक न्यूरोडीजेनेरेटिव (neurodegenerative) विकार है, जिसका अर्थ है कि यह सीधे मस्तिष्क की तंत्रिका कोशिकाओं (न्यूरॉन्स) को नुकसान पहुंचाता है और उन्हें नष्ट कर देता है।
व्याख्या (Explanation): अल्जाइमर रोग में, मस्तिष्क में प्रोटीन (जैसे बीटा-एमिलॉइड और टाऊ) का असामान्य जमाव न्यूरॉन्स को नुकसान पहुंचाता है, जिससे उनके कार्य में बाधा आती है और अंततः वे मर जाते हैं। हालांकि ग्लियल कोशिकाएं (जैसे माइक्रोग्लिया और एस्ट्रोसाइट्स) रोग की प्रगति में भूमिका निभाती हैं, मुख्य रूप से प्रभावित कोशिकाएं न्यूरॉन्स ही हैं। रक्त वाहिकाएं और एपेंडिमल कोशिकाएं भी मस्तिष्क में महत्वपूर्ण हैं, लेकिन अल्जाइमर के प्राथमिक लक्ष्य न्यूरॉन्स हैं।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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“Brain fat” शब्द का प्रयोग किस प्रकार के लिपिड (lipid) की अधिकता या असंतुलन को इंगित कर सकता है जो अल्जाइमर रोग से जुड़ा हो सकता है?
- (a) संतृप्त वसा (Saturated fats)
- (b) असंतृप्त वसा (Unsaturated fats)
- (c) कोलेस्ट्रॉल (Cholesterol)
- (d) फॉस्फोलिपिड्स (Phospholipids)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अध्ययनों से पता चला है कि मस्तिष्क में कोलेस्ट्रॉल का असामान्य चयापचय (metabolism) और जमाव अल्जाइमर रोग के जोखिम को बढ़ा सकता है।
व्याख्या (Explanation): हालांकि मस्तिष्क में विभिन्न प्रकार के वसा (लिपिड) होते हैं, जिनमें फॉस्फोलिपिड्स कोशिका झिल्ली के महत्वपूर्ण घटक हैं और असंतृप्त वसा मस्तिष्क स्वास्थ्य के लिए फायदेमंद हैं, अल्जाइमर रोग के संदर्भ में “ब्रेन फैट” अक्सर कोलेस्ट्रॉल की बढ़ी हुई मात्रा या इसके असामान्य वितरण को संदर्भित करता है। कोलेस्ट्रॉल का असामान्य स्तर मस्तिष्क में सूजन (inflammation) और बीटा-एमिलॉइड प्लाक के निर्माण में योगदान कर सकता है। संतृप्त वसा का अधिक सेवन समग्र स्वास्थ्य के लिए हानिकारक हो सकता है, लेकिन अल्जाइमर के विशिष्ट संदर्भ में कोलेस्ट्रॉल पर अधिक ध्यान दिया जाता है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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अल्जाइमर रोग में देखे जाने वाले “प्लाक्स” (plaques) मुख्य रूप से किस प्रोटीन से बने होते हैं?
- (a) टाऊ (Tau)
- (b) बीटा-एमिलॉइड (Beta-amyloid)
- (c) अल्फा-साइन्यूक्लिन (Alpha-synuclein)
- (d) प्रियोन (Prion)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अल्जाइमर रोग के दो मुख्य पैथोलॉजिकल (pathological) लक्षण हैं: बीटा-एमिलॉइड प्लाक और टाऊ टेंगल्स (tau tangles)। बीटा-एमिलॉइड प्लाक मस्तिष्क के बाहर न्यूरॉन्स के बीच जमा होते हैं।
व्याख्या (Explanation): बीटा-एमिलॉइड एक प्रोटीन खंड है जो सामान्य परिस्थितियों में मस्तिष्क से साफ हो जाता है, लेकिन अल्जाइमर रोग में यह असामान्य रूप से जमा होकर प्लाक बना लेता है। ये प्लाक न्यूरॉन्स के बीच संचार को बाधित करते हैं। टाऊ प्रोटीन भी अल्जाइमर में शामिल होता है, लेकिन यह न्यूरॉन्स के अंदर “टेंगल्स” (tangles) बनाता है, न कि बाहर प्लाक। अल्फा-साइन्यूक्लिन पार्किंसंस रोग से जुड़ा है, और प्रियोन रोग से।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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मस्तिष्क में वसा चयापचय (fat metabolism) के लिए कौन सा अंग विशेष रूप से महत्वपूर्ण है?
- (a) यकृत (Liver)
- (b) गुर्दे (Kidneys)
- (c) एड्रेनल ग्रंथि (Adrenal gland)
- (d) पिट्यूटरी ग्रंथि (Pituitary gland)
उत्तर: (a)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): यकृत (Liver) शरीर में वसा सहित अधिकांश चयापचय प्रक्रियाओं का एक केंद्रीय केंद्र है, और यह मस्तिष्क के लिए आवश्यक लिपिड के उत्पादन और संतुलन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
व्याख्या (Explanation): यकृत कोलेस्ट्रॉल, ट्राइग्लिसराइड्स और अन्य लिपिड का संश्लेषण करता है, जो मस्तिष्क की झिल्लियों के निर्माण और कार्य के लिए आवश्यक हैं। यकृत लिपिड को परिवहन के लिए लिपोप्रोटीन में पैकेज करता है, जो रक्त-मस्तिष्क बाधा (blood-brain barrier) को पार करने में सक्षम होते हैं। यकृत में वसा चयापचय की गड़बड़ी (जैसे डिस्लिपिडेमिया) मस्तिष्क स्वास्थ्य को प्रभावित कर सकती है और अल्जाइमर रोग के जोखिम को बढ़ा सकती है। गुर्दे मुख्य रूप से अपशिष्ट को छानते हैं, एड्रेनल ग्रंथियां हार्मोन का उत्पादन करती हैं, और पिट्यूटरी ग्रंथि अन्य ग्रंथियों को नियंत्रित करती है, लेकिन वसा चयापचय का मुख्य स्थल यकृत है।
अतः, सही उत्तर (a) है।
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अल्जाइमर रोग के विकास में कौन सा आयन (ion) महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है, खासकर प्लाक निर्माण के संबंध में?
- (a) सोडियम (Na+)
- (b) पोटेशियम (K+)
- (c) कैल्शियम (Ca2+)
- (d) क्लोराइड (Cl-)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कैल्शियम आयनों (Ca2+) का असामान्य स्तर न्यूरॉनल उत्तेजना, सिनैप्टिक फ़ंक्शन और प्रोटीन क्लीवेज (cleavage) में भूमिका निभाता है, जो अल्जाइमर रोग के पैथोफिजियोलॉजी (pathophysiology) से जुड़ा है।
व्याख्या (Explanation): कैल्शियम आयन न्यूरॉन्स के भीतर सिग्नलिंग (signaling) के लिए आवश्यक हैं। अल्जाइमर रोग में, कैल्शियम का असामान्य प्रवाह (dysregulation) न्यूरॉनल डिसफंक्शन और मृत्यु का कारण बन सकता है। यह असामान्य कैल्शियम स्तर बीटा-एमिलॉइड प्रीकर्सर प्रोटीन (APP) के क्लीवेज को भी प्रभावित कर सकता है, जिससे बीटा-एमिलॉइड के उत्पादन में वृद्धि होती है। सोडियम और पोटेशियम आयन तंत्रिका आवेगों (nerve impulses) के संचरण के लिए महत्वपूर्ण हैं, लेकिन अल्जाइमर रोग की पैथोलॉजी में कैल्शियम की भूमिका अधिक प्रत्यक्ष मानी जाती है। क्लोराइड आयन कोशिका के विद्युत संतुलन को बनाए रखने में मदद करते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मस्तिष्क में वसा का भंडारण और ऊर्जा के लिए उनका उपयोग किस कोशिकांग (organelle) द्वारा नियंत्रित होता है?
- (a) माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondria)
- (b) एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (Endoplasmic reticulum)
- (c) लाइसोसोम (Lysosomes)
- (d) राइबोसोम (Ribosomes)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (ER) कोशिका के भीतर लिपिड संश्लेषण, चयापचय और भंडारण में एक प्रमुख भूमिका निभाता है, जिसमें कोलेस्ट्रॉल और फॉस्फोलिपिड्स शामिल हैं।
व्याख्या (Explanation): स्मूथ एंडोप्लाज्मिक रेटिकुलम (SER) विशेष रूप से लिपिड चयापचय के लिए जिम्मेदार है। यह वसा अणुओं के संश्लेषण, डिटॉक्सिफिकेशन और कैल्शियम के भंडारण में मदद करता है। कोशिका झिल्ली के निर्माण के लिए आवश्यक फॉस्फोलिपिड्स और स्टेरॉयड हार्मोन के अग्रदूत (precursors) भी ER में संश्लेषित होते हैं। माइटोकॉन्ड्रिया ऊर्जा उत्पादन (ATP) के लिए फैटी एसिड के ऑक्सीकरण में शामिल हैं, लाइसोसोम अपशिष्टों को पचाते हैं, और राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण करते हैं। इसलिए, वसा के भंडारण और प्रारंभिक चयापचय के लिए ER सबसे उपयुक्त उत्तर है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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अल्जाइमर रोग में, मस्तिष्क में वसा के जमाव का एक संभावित परिणाम कौन सी सूजन संबंधी प्रतिक्रिया (inflammatory response) है?
- (a) न्यूरोनल क्षय (Neuronal degeneration)
- (b) माइक्रोग्लियल सक्रियण (Microglial activation)
- (c) एमिलॉइड एंगियोपैथी (Amyloid angiopathy)
- (d) एस्ट्रोसाइटोसिस (Astrocytosis)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मस्तिष्क में रोगजनक प्रोटीन (जैसे बीटा-एमिलॉइड) और अन्य असामान्यताओं की प्रतिक्रिया में माइक्रोग्लिया (मस्तिष्क की प्रतिरक्षा कोशिकाएं) सक्रिय हो जाती हैं, जिससे सूजन संबंधी प्रतिक्रियाएं उत्पन्न होती हैं।
व्याख्या (Explanation): जब बीटा-एमिलॉइड प्लाक और अन्य रोग संबंधी कारक मस्तिष्क में उत्पन्न होते हैं, तो माइक्रोग्लिया, जो मस्तिष्क की प्राथमिक प्रतिरक्षा कोशिकाएं हैं, सक्रिय हो जाती हैं। यह सक्रियण प्रारंभिक रूप से सुरक्षात्मक हो सकता है, लेकिन दीर्घकालिक सक्रियण से पुरानी सूजन (neuroinflammation) हो सकती है, जो न्यूरोनल क्षति को बढ़ा सकती है। वसा के जमाव या असंतुलन से भी इस सूजन प्रतिक्रिया को बढ़ावा मिल सकता है। न्यूरोनल क्षय एक परिणाम है, एमिलॉइड एंगियोपैथी रक्त वाहिकाओं की समस्या है, और एस्ट्रोसाइटोसिस एस्ट्रोसाइट्स की प्रतिक्रिया है, लेकिन प्रत्यक्ष सूजन संबंधी प्रतिक्रिया माइक्रोग्लिया के सक्रियण से शुरू होती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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निम्नलिखित में से कौन सी तकनीक मस्तिष्क में वसा या लिपिड के स्तर को मापने या इमेजिंग करने के लिए उपयोग की जा सकती है?
- (a) इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ECG)
- (b) मैग्नेटिक रेजोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (MRS)
- (c) इलेक्ट्रोएन्सेफलोग्राफी (EEG)
- (d) पल्स ऑक्सीमेट्री (Pulse oximetry)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मैग्नेटिक रेजोनेंस स्पेक्ट्रोस्कोपी (MRS) एक गैर-आक्रामक (non-invasive) इमेजिंग तकनीक है जो मस्तिष्क के भीतर विभिन्न मेटाबोलाइट्स (metabolites) जैसे लिपिड, न्यूरोट्रांसमीटर और अन्य जैव-अणुओं की सांद्रता को माप सकती है।
व्याख्या (Explanation): एमआरएस, एमआरआई (MRI) के समान सिद्धांतों का उपयोग करते हुए, विभिन्न प्रकार के अणुओं के रासायनिक गुणों का विश्लेषण करता है। यह मस्तिष्क में लिपिड, कोलीन, एन-एसिटाइलैस्पार्टेट (NAA) जैसे मेटाबोलाइट्स के स्तर को निर्धारित करने में मदद कर सकता है, जो अल्जाइमर जैसे न्यूरोडीजेनेरेटिव रोगों में बदल सकते हैं। ईसीजी हृदय की विद्युत गतिविधि को मापता है, ईईजी मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को मापता है, और पल्स ऑक्सीमेट्री रक्त में ऑक्सीजन संतृप्ति को मापती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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वसा (fat) के पाचन और अवशोषण के लिए कौन सा एंजाइम (enzyme) जिम्मेदार है?
- (a) एमाइलेज (Amylase)
- (b) प्रोटीज (Protease)
- (c) लाइपेज (Lipase)
- (d) न्यूक्लियेज (Nuclease)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): लाइपेज एक एंजाइम है जो लिपिड (वसा और तेल) के हाइड्रोलिसिस (hydrolysis) को उत्प्रेरित करता है, जिससे फैटी एसिड और ग्लिसरॉल जैसे छोटे अणु बनते हैं, जिन्हें अवशोषित किया जा सकता है।
व्याख्या (Explanation): जब हम वसायुक्त भोजन करते हैं, तो अग्न्याशय (pancreas) और छोटी आंत द्वारा स्रावित लाइपेज एंजाइम वसा को तोड़ते हैं। एमाइलेज कार्बोहाइड्रेट को तोड़ता है, प्रोटीज प्रोटीन को तोड़ता है, और न्यूक्लियेज न्यूक्लिक एसिड (डीएनए/आरएनए) को तोड़ता है। चूंकि प्रश्न वसा के पाचन के बारे में है, लाइपेज सही उत्तर है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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अल्जाइमर रोग में, मस्तिष्क में वसा चयापचय में असंतुलन का मस्तिष्क की कोशिकाओं (न्यूरॉन्स) के झिल्ली (membrane) पर क्या प्रभाव पड़ सकता है?
- (a) झिल्ली की तरलता (fluidity) में वृद्धि
- (b) झिल्ली की संरचना और कार्य में गड़बड़ी
- (c) झिल्ली का मोटा होना
- (d) झिल्ली की पारगम्यता (permeability) में कमी
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): कोशिका झिल्लियों की संरचना और कार्य में लिपिड (वसा) महत्वपूर्ण हैं। लिपिड चयापचय में असंतुलन झिल्ली की अखंडता (integrity) और सिग्नलिंग (signaling) को प्रभावित कर सकता है।
व्याख्या (Explanation): मस्तिष्क कोशिका झिल्लियों में फॉस्फोलिपिड्स और कोलेस्ट्रॉल जैसे लिपिड की एक जटिल व्यवस्था होती है। इन लिपिड के चयापचय में असंतुलन झिल्ली की तरलता, प्रोटीन की व्यवस्था और झिल्ली से जुड़े एंजाइमों की गतिविधि को बदल सकता है। यह न्यूरॉन्स के बीच संकेत संचार (synaptic transmission) और आयन परिवहन को बाधित कर सकता है, जो अल्जाइमर रोग की प्रगति में योगदान देता है। केवल तरलता में वृद्धि या कमी, या पारगम्यता में परिवर्तन, समग्र संरचना और कार्य में गड़बड़ी का हिस्सा हो सकता है, लेकिन (b) अधिक व्यापक उत्तर है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस (Oxidative stress) अल्जाइमर रोग में एक महत्वपूर्ण कारक है। वसा के चयापचय के दौरान कौन से प्रकार के अणु मुक्त कण (free radicals) उत्पन्न कर सकते हैं?
- (a) फैटी एसिड (Fatty acids)
- (b) फैटी एसिड और उनके डेरिवेटिव (Fatty acids and their derivatives)
- (c) ग्लिसरॉल (Glycerol)
- (d) कोई नहीं, केवल प्रोटीन से मुक्त कण बनते हैं।
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): फैटी एसिड, विशेष रूप से असंतृप्त फैटी एसिड, चयापचय के दौरान ऑक्सीकरण (oxidation) से गुजर सकते हैं, जिससे प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां (ROS) या मुक्त कण उत्पन्न हो सकते हैं।
व्याख्या (Explanation): जब फैटी एसिड, विशेष रूप से पॉलीअनसेचुरेटेड फैटी एसिड (PUFAs), एंजाइमों द्वारा या स्वचालित ऑक्सीकरण (auto-oxidation) के माध्यम से चयापचय होते हैं, तो वे मुक्त कण उत्पन्न कर सकते हैं। यह ऑक्सीडेटिव स्ट्रेस कोशिका झिल्लियों को नुकसान पहुंचा सकता है और न्यूरोडीजेनरेशन में योगदान कर सकता है, जो अल्जाइमर रोग का एक लक्षण है। ग्लिसरॉल का ऑक्सीकरण भी ROS उत्पन्न कर सकता है, लेकिन फैटी एसिड और उनके डेरिवेटिव (जैसे लिपोपेरोक्साइड) सीधे वसा चयापचय से जुड़े होते हैं जो ऑक्सीडेटिव क्षति में योगदान करते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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निम्नलिखित में से कौन सी दवा अल्जाइमर रोग के उपचार में उपयोग की जाती है और यह मस्तिष्क में एसिटाइलकोलिन (acetylcholine) के स्तर को बढ़ाकर काम करती है?
- (a) एमैनटैडाइन (Amantadine)
- (b) डोपामाइन एगोनिस्ट (Dopamine agonists)
- (c) कोलिनेस्टरेज़ अवरोधक (Cholinesterase inhibitors)
- (d) एसएसआरआई (SSRIs)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अल्जाइमर रोग में, न्यूरोट्रांसमीटर एसिटाइलकोलिन का स्तर कम हो जाता है। कोलिनेस्टरेज़ अवरोधक एंजाइम कोलिनेस्टरेज़ को रोकते हैं, जो एसिटाइलकोलिन को तोड़ता है, जिससे मस्तिष्क में एसिटाइलकोलिन की उपलब्धता बढ़ जाती है।
व्याख्या (Explanation): कोलिनेस्टरेज़ अवरोधक (जैसे डोनेपेज़िल, गैलेंटामाइन, रिवैस्टिग्माइन) अल्जाइमर रोग के हल्के से मध्यम चरणों के लिए निर्धारित किए जाते हैं। वे न्यूरॉन्स के बीच सिनैप्स में एसिटाइलकोलिन की मात्रा को बढ़ाते हैं, जिससे स्मृति और सोच में सुधार हो सकता है। एमैनटैडाइन एंटीवायरल और पार्किंसंस रोग के लिए उपयोग की जाती है। डोपामाइन एगोनिस्ट पार्किंसंस रोग के लिए हैं। एसएसआरआई अवसादरोधी दवाएं हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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मस्तिष्क में ऊर्जा का मुख्य स्रोत क्या है?
- (a) वसा (Fat)
- (b) प्रोटीन (Protein)
- (c) ग्लूकोज (Glucose)
- (d) न्यूक्लिक एसिड (Nucleic acids)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मस्तिष्क ऊर्जा के लिए मुख्य रूप से ग्लूकोज पर निर्भर करता है, क्योंकि यह रक्त-मस्तिष्क बाधा (blood-brain barrier) को आसानी से पार कर सकता है और एटीपी (ATP) उत्पन्न करने के लिए सीधे चयापचय किया जा सकता है।
व्याख्या (Explanation): मस्तिष्क अन्य अंगों की तुलना में बहुत अधिक ऊर्जा का उपभोग करता है, और यह ऊर्जा मुख्य रूप से ग्लूकोज से प्राप्त होती है। कुछ विशेष परिस्थितियों (जैसे लंबे समय तक उपवास) में, मस्तिष्क कीटोन निकायों (ketone bodies) का भी उपयोग कर सकता है, जो वसा चयापचय के उप-उत्पाद हैं। हालांकि, सामान्य परिस्थितियों में, ग्लूकोज मस्तिष्क का प्राथमिक ईंधन है। वसा और प्रोटीन को ऊर्जा के लिए उपयोग किया जा सकता है, लेकिन वे सीधे ग्लूकोज की तरह मस्तिष्क के प्राथमिक ईंधन नहीं हैं। न्यूक्लिक एसिड आनुवंशिक सामग्री हैं और ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग नहीं किए जाते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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कोलेस्ट्रॉल का संश्लेषण (synthesis) शरीर के किस मुख्य अंग में होता है?
- (a) फेफड़े (Lungs)
- (b) हृदय (Heart)
- (c) यकृत (Liver)
- (d) गुर्दे (Kidneys)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मानव शरीर में कोलेस्ट्रॉल का सबसे महत्वपूर्ण संश्लेषण स्थल यकृत (Liver) है, हालांकि यह अन्य कोशिकाओं में भी कुछ मात्रा में संश्लेषित होता है।
व्याख्या (Explanation): यकृत शरीर की अधिकांश कोलेस्ट्रॉल की आवश्यकता को पूरा करता है। यह कोलेस्ट्रॉल पित्त (bile) में स्रावित होता है या रक्तप्रवाह में लिपोप्रोटीन के हिस्से के रूप में जारी किया जाता है। यकृत में कोलेस्ट्रॉल संश्लेषण की प्रक्रिया को नियंत्रित करना कई चयापचय रोगों, जैसे एथेरोस्क्लेरोसिस (atherosclerosis), के प्रबंधन में महत्वपूर्ण है। अल्जाइमर रोग में भी कोलेस्ट्रॉल चयापचय की भूमिका पर शोध हो रहा है। फेफड़े, हृदय और गुर्दे कोलेस्ट्रॉल को संश्लेषित नहीं करते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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शरीर में लिपिड (वसा) के परिवहन के लिए जिम्मेदार मुख्य लिपोप्रोटीन (lipoprotein) कौन से हैं?
- (a) एल्ब्यूमिन (Albumin)
- (b) इम्युनोग्लोबुलिन (Immunoglobulins)
- (c) काइलोमाइक्रोन (Chylomicrons) और एलडीएल (LDL)
- (d) हीमोग्लोबिन (Hemoglobin)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): लिपोप्रोटीन विशेष कण होते हैं जो रक्त और लसीका प्रणाली में लिपिड (जैसे कोलेस्ट्रॉल और ट्राइग्लिसराइड्स) के परिवहन के लिए जिम्मेदार होते हैं, क्योंकि लिपिड पानी में अघुलनशील होते हैं।
व्याख्या (Explanation): काइलोमाइक्रोन आंतों से वसा को शरीर के अन्य भागों तक पहुंचाते हैं। कम घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (LDL) यकृत से ऊतकों तक कोलेस्ट्रॉल पहुंचाते हैं। उच्च घनत्व वाले लिपोप्रोटीन (HDL) ऊतकों से अतिरिक्त कोलेस्ट्रॉल को यकृत तक वापस ले जाते हैं। ये सभी वसा परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। एल्ब्यूमिन रक्त में प्रोटीन है, इम्युनोग्लोबुलिन एंटीबॉडी हैं, और हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन ले जाने वाला प्रोटीन है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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निम्नलिखित में से कौन सा भौतिकी का सिद्धांत है जो मस्तिष्क स्कैनिंग तकनीकों जैसे एमआरआई (MRI) के लिए मौलिक है?
- (a) गुरुत्वाकर्षण (Gravitation)
- (b) विद्युत चुंबकत्व (Electromagnetism)
- (c) ऊष्मप्रवैगिकी (Thermodynamics)
- (d) प्रकाशिकी (Optics)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): एमआरआई (Magnetic Resonance Imaging) तकनीक चुंबकीय क्षेत्रों और रेडियो तरंगों का उपयोग करके शरीर की आंतरिक संरचनाओं की छवियां बनाने के लिए विद्युत चुंबकत्व के सिद्धांतों पर आधारित है।
व्याख्या (Explanation): एमआरआई में, एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र शरीर के प्रोटॉन (विशेष रूप से पानी के अणुओं में) को संरेखित करता है। फिर रेडियो तरंगों की एक पल्स डाली जाती है, जो इन प्रोटॉन को उत्तेजित करती है। जब रेडियो तरंगें बंद हो जाती हैं, तो प्रोटॉन अपनी मूल अवस्था में लौट आते हैं और ऊर्जा छोड़ते हैं, जिसे सेंसर द्वारा पता लगाया जाता है और कंप्यूटर द्वारा छवि में परिवर्तित किया जाता है। यह पूरी प्रक्रिया विद्युत चुंबकत्व के नियमों पर आधारित है। गुरुत्वाकर्षण, ऊष्मप्रवैगिकी और प्रकाशिकी अन्य भौतिकी क्षेत्र हैं, लेकिन एमआरआई के लिए मौलिक नहीं हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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मस्तिष्क में न्यूरॉन्स के बीच विद्युत संकेतों के संचरण में मुख्य आयन (ion) कौन सा है?
- (a) केवल सोडियम (Na+)
- (b) केवल पोटेशियम (K+)
- (c) सोडियम (Na+) और पोटेशियम (K+)
- (d) कैल्शियम (Ca2+) और क्लोराइड (Cl-)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): न्यूरॉन्स के एक्शन पोटेंशिअल (action potential) के निर्माण और संचरण के लिए सोडियम (Na+) और पोटेशियम (K+) आयनों के झिल्ली पार प्रवाह (flux) आवश्यक हैं।
व्याख्या (Explanation): जब कोई न्यूरॉन उत्तेजित होता है, तो सोडियम आयन तेजी से कोशिका के अंदर प्रवाहित होते हैं, जिससे झिल्ली की क्षमता बदल जाती है (डीपोलराइजेशन)। इसके बाद, पोटेशियम आयन कोशिका से बाहर प्रवाहित होते हैं, जिससे झिल्ली अपनी आराम की स्थिति में लौट आती है (रीपोलराइजेशन)। यह आयनिक गति न्यूरोनल सिग्नलिंग का आधार है। कैल्शियम आयन सिनैप्टिक वेसिकल्स (synaptic vesicles) के रिलीज में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं, और क्लोराइड आयन अक्सर निरोधात्मक (inhibitory) सिग्नलिंग में शामिल होते हैं, लेकिन एक्शन पोटेंशिअल के निर्माण और संचरण के लिए Na+ और K+ सबसे महत्वपूर्ण हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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ऊतक (tissue) के एक टुकड़े को विभिन्न रंगों में देखने के लिए माइक्रोस्कोपी (microscopy) में उपयोग किए जाने वाले रसायन क्या कहलाते हैं?
- (a) सॉल्वैंट्स (Solvents)
- (b) अभिकर्मक (Reagents)
- (c) अभिरंजक (Stains/Dyes)
- (d) उत्प्रेरक (Catalysts)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अभिरंजक (Stains) ऐसे रंगीन रसायन होते हैं जिनका उपयोग माइक्रोस्कोप के नीचे कोशिकाओं और ऊतकों की संरचनाओं को देखने के लिए किया जाता है।
व्याख्या (Explanation): सामान्य प्रयोगशाला अभिरंजक जैसे हेमेटोक्सिलिन और इओसिन (H&E) ऊतक विज्ञान (histology) में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। ये अभिरंजक कोशिका के विभिन्न घटकों से बंधते हैं और उन्हें रंग प्रदान करते हैं, जिससे माइक्रोस्कोप के तहत उनकी पहचान और विश्लेषण करना आसान हो जाता है। अल्जाइमर रोग के अध्ययन में, विशेष अभिरंजकों का उपयोग एमिलॉइड प्लाक और टाऊ टेंगल्स जैसी असामान्य प्रोटीन संरचनाओं की पहचान के लिए किया जाता है। सॉल्वैंट्स घुलने के लिए उपयोग किए जाते हैं, अभिकर्मक रासायनिक प्रतिक्रियाएं करते हैं, और उत्प्रेरक प्रतिक्रिया की दर बढ़ाते हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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पदार्थ की अवस्थाओं (States of matter) में से, मस्तिष्क में मौजूद अधिकांश पदार्थ किस अवस्था में होता है?
- (a) ठोस (Solid)
- (b) द्रव (Liquid)
- (c) गैस (Gas)
- (d) प्लाज्मा (Plasma)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): मस्तिष्क मुख्य रूप से पानी से बना होता है, जिसमें अन्य अणु घुले होते हैं, इसलिए यह मुख्य रूप से एक द्रव (liquid) माध्यम है।
व्याख्या (Explanation): मानव मस्तिष्क लगभग 75-80% पानी से बना होता है, जो इसे एक द्रव अवस्था में रखता है। न्यूरॉन्स, ग्लियल कोशिकाएं और अन्य संरचनाएं इस द्रव माध्यम में निलंबित होती हैं। रक्त भी मस्तिष्क में प्रवाहित होता है, जो एक द्रव है। यद्यपि कोशिकाएं स्वयं जटिल संरचनाएं हैं, समग्र रूप से मस्तिष्क के पदार्थ का अधिकांश भाग द्रव अवस्था में होता है। ठोस अवस्था में मुख्य रूप से हड्डियों जैसे कठोर ऊतक होते हैं, और गैसें श्वसन अंगों में होती हैं। प्लाज्मा पदार्थ की चौथी अवस्था है, जो आयनित गैसों से बनती है और सामान्य शारीरिक तापमान पर आसानी से नहीं पाई जाती है।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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अल्जाइमर रोग के अध्ययन में, “एमिलॉइड प्रीकर्सर प्रोटीन” (Amyloid Precursor Protein – APP) का टूटना (cleavage) किस प्रकार के एंजाइमों द्वारा होता है?
- (a) लाइपेज (Lipase)
- (b) प्रोटीज (Protease)
- (c) न्यूक्लियेज (Nuclease)
- (d) ग्लाइकोसिडेज (Glycosidase)
उत्तर: (b)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रोटीन को छोटे पेप्टाइड्स या अमीनो एसिड में तोड़ने वाले एंजाइमों को प्रोटीज (Proteases) कहा जाता है। एमिलॉइड प्रीकर्सर प्रोटीन (APP) एक प्रोटीन है।
व्याख्या (Explanation): APP एक झिल्ली-बद्ध प्रोटीन है। अल्जाइमर रोग में, APP का गलत तरीके से टूटना बीटा-एमिलॉइड पेप्टाइड्स का उत्पादन करता है, जो प्लाक बनाते हैं। यह टूटना विभिन्न प्रोटीज एंजाइमों, जैसे बीटा-सीक्रेटेज (beta-secretase) और गामा-सीक्रेटेज (gamma-secretase) द्वारा किया जाता है। ये एंजाइम APP के पेप्टाइड बॉन्ड को काटते हैं। लाइपेज वसा को तोड़ते हैं, न्यूक्लियेज न्यूक्लिक एसिड को तोड़ते हैं, और ग्लाइकोसिडेज ग्लाइकोसिडिक बॉन्ड को तोड़ते हैं।
अतः, सही उत्तर (b) है।
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प्रकाश संश्लेषण (Photosynthesis) की प्रक्रिया में, पौधे सूर्य के प्रकाश को ऊर्जा के रूप में उपयोग करते हैं। यह किस प्रकार की ऊर्जा का रूपांतरण है?
- (a) रासायनिक ऊर्जा से विद्युत ऊर्जा
- (b) ऊष्मीय ऊर्जा से रासायनिक ऊर्जा
- (c) प्रकाश ऊर्जा से रासायनिक ऊर्जा
- (d) यांत्रिक ऊर्जा से प्रकाश ऊर्जा
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): प्रकाश संश्लेषण वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा हरे पौधे और कुछ अन्य जीव प्रकाश ऊर्जा को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं, जिसका उपयोग वे शर्करा (जैसे ग्लूकोज) के संश्लेषण के लिए करते हैं।
व्याख्या (Explanation): पौधे सूर्य से प्रकाश ऊर्जा को अवशोषित करते हैं और इसका उपयोग कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को ग्लूकोज (रासायनिक ऊर्जा के रूप में संग्रहित) और ऑक्सीजन में बदलने के लिए करते हैं। यह रासायनिक ऊर्जा पौधों के विकास और अन्य जैविक प्रक्रियाओं के लिए उपयोग की जाती है। यह एक मौलिक जैविक और भौतिक रूपांतरण है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
-
अल्जाइमर रोग में, तंत्रिका कोशिकाओं के बीच संदेशों को ले जाने वाले रासायनिक पदार्थ (chemical messengers) क्या कहलाते हैं?
- (a) हार्मोन (Hormones)
- (b) एंजाइम (Enzymes)
- (c) न्यूरोट्रांसमीटर (Neurotransmitters)
- (d) एंटीबॉडी (Antibodies)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): न्यूरोट्रांसमीटर मस्तिष्क और तंत्रिका तंत्र में न्यूरॉन्स के बीच संकेतों को प्रसारित करने वाले रासायनिक संदेशवाहक होते हैं।
व्याख्या (Explanation): न्यूरोट्रांसमीटर सिनैप्टिक फांक (synaptic cleft) में स्रावित होते हैं और अगले न्यूरॉन के रिसेप्टर्स से बंधते हैं, जिससे सिग्नल ट्रांसमिट होता है। एसिटाइलकोलिन, डोपामाइन, सेरोटोनिन और ग्लूटामेट जैसे न्यूरोट्रांसमीटर मस्तिष्क के कार्य के लिए महत्वपूर्ण हैं। अल्जाइमर रोग में, एसिटाइलकोलिन जैसे कुछ न्यूरोट्रांसमीटर का स्तर कम हो जाता है। हार्मोन शरीर में दूर के लक्ष्य अंगों पर कार्य करते हैं, एंजाइम जैव रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करते हैं, और एंटीबॉडी प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा हैं।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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यदि किसी धातु को अम्ल (acid) के साथ अभिकृत (react) किया जाए, तो कौन सी गैस उत्सर्जित होने की संभावना है?
- (a) ऑक्सीजन (O2)
- (b) नाइट्रोजन (N2)
- (c) हाइड्रोजन (H2)
- (d) कार्बन डाइऑक्साइड (CO2)
उत्तर: (c)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): अधिकांश सक्रिय धातुएं (जैसे सोडियम, पोटेशियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, लोहा, जस्ता) अम्लों के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन गैस और धातु का लवण (salt) बनाती हैं।
व्याख्या (Explanation): उदाहरण के लिए, जिंक (Zn) हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) के साथ प्रतिक्रिया करता है: Zn(s) + 2HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g)। ऑक्सीजन आमतौर पर धातुओं से प्रतिक्रिया करती है (ऑक्सीकरण) या कुछ रासायनिक प्रतिक्रियाओं में एक उत्पाद के रूप में निकलती है। नाइट्रोजन एक निष्क्रिय गैस है और सामान्य प्रतिक्रियाओं में आसानी से भाग नहीं लेती है। कार्बन डाइऑक्साइड आमतौर पर कार्बोनेट या बाइकार्बोनेट की अम्लों के साथ प्रतिक्रिया से निकलती है।
अतः, सही उत्तर (c) है।
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कोशिका के अंदर ऊर्जा (ATP) का उत्पादन करने वाली मुख्य संरचना कौन सी है?
- (a) नाभिक (Nucleus)
- (b) राइबोसोम (Ribosome)
- (c) गॉल्जी उपकरण (Golgi apparatus)
- (d) माइटोकॉन्ड्रिया (Mitochondria)
उत्तर: (d)
हल (Solution):
सिद्धांत (Principle): माइटोकॉन्ड्रिया को कोशिका का “पावरहाउस” कहा जाता है क्योंकि वे कोशिकीय श्वसन (cellular respiration) के माध्यम से अधिकांश कोशिका की एडेनोसिन ट्राइफॉस्फेट (ATP) का उत्पादन करते हैं।
व्याख्या (Explanation): कोशिकीय श्वसन के दौरान, ग्लूकोज और अन्य ईंधन अणुओं को तोड़ा जाता है, और इस प्रक्रिया से निकलने वाली ऊर्जा का उपयोग ATP बनाने के लिए किया जाता है, जो कोशिका की मुख्य ऊर्जा मुद्रा है। नाभिक आनुवंशिक सामग्री को नियंत्रित करता है, राइबोसोम प्रोटीन संश्लेषण करते हैं, और गॉल्जी उपकरण प्रोटीन और लिपिड को संशोधित, छाँटने और पैक करने में शामिल होता है।
अतः, सही उत्तर (d) है।
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