केशिकागुच्छीय निस्पंदन
केशिकागुच्छीय निस्पंदन (ग्लोमेरुलर निस्पंदन) मूत्र निर्माण की प्रक्रिया का पहला चरण है, जो गुर्दे में होता है। इसमें ग्लोमेरुलस नामक केशिकाओं के एक नेटवर्क के माध्यम से रक्त का निस्पंदन शामिल है, जो प्रत्येक नेफ्रॉन के बोमन कैप्सूल के भीतर स्थित होता है।
केशिकागुच्छीय निस्पंदन वह प्रक्रिया है जिसमें गुर्दे में रक्त को फ़िल्टर किया जाता है ताकि अतिरिक्त तरल पदार्थ, अपशिष्ट उत्पाद और अन्य छोटे अणुओं को हटाया जा सके, जिससे एक निस्यंद (या प्राथमिक मूत्र) बनता है। इस निस्यंद को मूत्र बनाने के लिए नेफ्रॉन में आगे संसाधित किया जाता है। यह ग्लोमेरुलस में होता है, जो नेफ्रॉन के बोमन कैप्सूल के अंदर स्थित केशिकाओं की एक गेंद है, जो गुर्दे की कार्यात्मक इकाई है।
निस्पंदन का तंत्र
रक्त अभिवाही धमनी के माध्यम से ग्लोमेरुलस में प्रवेश करता है और अपवाही धमनी के माध्यम से बाहर निकलता है।
ग्लोमेरुलस में उच्च रक्तचाप के कारण, पानी, आयन, ग्लूकोज, अमीनो एसिड, यूरिया और अन्य छोटे अणु रक्त से फ़िल्टर होकर बोमन कैप्सूल में चले जाते हैं। रक्त कोशिकाओं और प्रोटीन जैसे बड़े अणु निस्पंदन झिल्ली से गुज़रने और रक्त में रहने के लिए बहुत बड़े होते हैं।
निस्पंदन झिल्ली
केशिकागुच्छीय निस्पंदन अवरोध निम्न से बना होता है:
ग्लोमेरुलर केशिकाओं का एंडोथेलियम
इसमें छोटे छिद्र होते हैं जो छोटे अणुओं को गुजरने देते हैं।
बेसमेंट झिल्ली
एक फिल्टर के रूप में कार्य करती है, प्रोटीन जैसे बड़े अणुओं के मार्ग को रोकती है।
पोडोसाइट्स
बोमन कैप्सूल की कोशिकाएँ जिनमें पैर जैसे विस्तार होते हैं जिन्हें पेडीसेल कहा जाता है जो निस्पंदन स्लिट बनाते हैं।
निस्पंदन संरचना
केशिकागुच्छीय निस्पंदन रक्त प्लाज्मा जैसा दिखता है लेकिन इसमें बड़े प्रोटीन और रक्त कोशिकाएँ नहीं होती हैं। इसमें शामिल हैं:
- पानी
- आयन (सोडियम, पोटेशियम, क्लोराइड, आदि)
- ग्लूकोज
- अमीनो एसिड
- यूरिया और क्रिएटिनिन जैसे अपशिष्ट उत्पाद।
निस्पंदन दर
जिस दर पर ग्लोमेरुलस द्वारा रक्त को फ़िल्टर किया जाता है उसे केशिकागुच्छीय निस्पंदन दर (GFR) कहा जाता है।
स्वस्थ वयस्कों में औसत GFR लगभग 125 mL/min है, जिसका अर्थ है कि प्रत्येक दिन लगभग 180 लीटर निस्पंदन का उत्पादन होता है। इसका अधिकांश हिस्सा नेफ्रॉन में पुनः अवशोषित हो जाता है।
ड्राइविंग फोर्स
केशिकागुच्छीय निस्पंदन के पीछे प्राथमिक ड्राइविंग फोर्स ग्लोमेरुलर ब्लड प्रेशर है। यह दबाव निस्पंदन झिल्ली के माध्यम से रक्त से पानी और विलेय को बोमन कैप्सूल में धकेलता है।
केशिकागुच्छीय निस्पंदन को प्रभावित करने वाले कारक
- रक्तचाप: रक्तचाप में कमी GFR को कम कर सकती है।
- धमनियों का संकुचन या फैलाव: अभिवाही धमनी का संकुचन GFR को कम करता है, जबकि फैलाव इसे बढ़ाता है।
- ग्लोमेरुलस का स्वास्थ्य: ग्लोमेरुलोनेफ्राइटिस जैसी बीमारियाँ ग्लोमेरुलर झिल्ली को नुकसान पहुँचा सकती हैं, जिससे निस्पंदन दक्षता कम हो जाती है।
महत्व
केशिकागुच्छीय निस्पंदन निम्न में मदद करता है:
- रक्त से यूरिया और क्रिएटिनिन जैसे अपशिष्ट उत्पादों को निकालना।
- शरीर के द्रव और इलेक्ट्रोलाइट संतुलन को बनाए रखना।
- रक्त की मात्रा और रक्तचाप को नियंत्रित करना।
निस्पंदन के बाद अगले चरण
निस्पंदन के बाद, निस्पंदन नेफ्रॉन के बाकी हिस्सों से होकर गुजरता है जहाँ:
- ट्यूबलर पुनःअवशोषण: आवश्यक पदार्थ (जैसे पानी, ग्लूकोज और आयन) रक्त में वापस अवशोषित हो जाते हैं।
- ट्यूबलर स्राव: मूत्र में उत्सर्जन के लिए अतिरिक्त अपशिष्ट उत्पादों को नलिकाओं में स्रावित किया जाता है।
नेफ्रॉन
नेफ्रॉन ( वृक्काणु ), गुर्दे की कार्यात्मक और संरचनात्मक इकाइयाँ हैं। वृक्काणु का कार्य मूत्र उत्पादन और रक्त निस्पंदन में सहायता करना है। गुर्दे में नेफ्रॉन कई छोटी नलिकाएं होती हैं, और वे मूत्र निर्माण में भाग लेते हैं। गुर्दे की इस कार्यात्मक इकाई में रक्त से हानिकारक अपशिष्ट और पदार्थों का उत्सर्जन सम्मिलित होता है। इसमें रक्त में ग्लूकोज जैसे मूल्यवान पदार्थों का पुनःअवशोषण भी सम्मिलित होता है।
नेफ्रॉन की संरचना
नेफ्रॉन दो संरचनाओं से बना होता है - वृक्क कोशिका और वृक्क नलिका (the renal corpuscle and a renal tubule).
वृक्क कोशिका - यह नेफ्रॉन की एक निस्पंदन इकाई है, और यह प्लाज्मा को फ़िल्टर करती है। यह ग्लोमेरुलस से बना होता है जो छोटी रक्त वाहिकाओं के नेटवर्क से बनता है। वृक्क कणिकाएँ वृक्क के वृक्क प्रांतस्था भाग (किडनी का बाहरी भाग) में उपस्थित होती हैं।
वृक्क नलिका - वृक्क नलिकाओं में समीपस्थ कुंडलित नलिका, हेनले का लूप, दूरस्थ कुंडलित नलिका और संग्रहण नलिका सम्मिलित होती है। यह जल और इलेक्ट्रोलाइट्स के होमियोस्टैसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
वृक्क कोशिका
वृक्क कोशिका में केशिकाओं का एक समूह या गाँठ होती है जिसे ग्लोमेरुलस कहा जाता है। यह ग्लोमेरुलर कैप्सूल से घिरा होता है जो एक दोहरी परत वाला उपकला कप होता है। एक अभिवाही धमनिका वृक्क कोशिका के अंदर जाती है और एक अपवाही धमनिका वृक्क कोशिका से बाहर निकलती है।
वृक्क नलिका
वृक्क नलिकाएं 4 भागों से बनी होती हैं - समीपस्थ कुंडलित नलिका, हेनले का लूप, दूरस्थ कुंडलित नलिका और संग्रहण नलिका। यह जल और इलेक्ट्रोलाइट्स के होमियोस्टैसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
नेफ्रॉन की कार्यप्रणाली
वृक्क नलिका को कार्य के आधार पर विभिन्न भागों में विभाजित किया गया है-
- समीपस्थ कुंडलित नलिका (वृक्क प्रांतस्था में पाई जाती है) - वृक्क धमनी से प्राप्त रक्त को ग्लोमेरुलस द्वारा फ़िल्टर किया जाता है। फ़िल्टर किए गए रक्त को फिर पीसीटी(PCT) में भेजा जाता है। पीसीटी में ग्लूकोज, प्रोटीन, अमीनो अम्ल जैसे आवश्यक पदार्थों का अधिकतम पुनर्अवशोषण होता है। साथ ही बहुत सारे इलेक्ट्रोलाइट्स और जल का भी पुनर्अवशोषण होता है।
- हेनले का लूप (अधिकतर मज्जा में)- यह एक यू-आकार के लूप की तरह दिखता है जो फ़िल्टर किए गए तरल पदार्थ को मज्जा में गहराई तक ले जाता है। हेनले लूप के दो अंग हैं- अवरोही और आरोही अंग। अवरोही और आरोही दोनों अंग अलग-अलग पारगम्यता दिखाते हैं। अवरोही अंग जल के लिए पारगम्य है लेकिन यह इलेक्ट्रोलाइट के लिए अभेद्य है। दूसरी ओर, आरोही अंग इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए पारगम्य है लेकिन जल के लिए अभेद्य है। यूरिया Na+ और अन्य आयनों की कम मात्रा हेनले लूप के अवरोही अंग में पुनः अवशोषित हो जाती है।
- दूरस्थ कुंडलित नलिका (वृक्क प्रांतस्था में पाई जाती है) - DCT एक छोटा नेफ्रॉन खंड और नेफ्रॉन का अंतिम भाग है। यह अपना निस्यंद संग्रहण नलिकाओं में छोड़ता है। यह बाह्यकोशिकीय द्रव और इलेक्ट्रोलाइट होमियोस्टैसिस को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
- एकत्रित नलिका (मज्जा में) - वृक्क संग्रहण नलिकाएं वृक्क में लंबी संकीर्ण, सीधी नलिकाएं होती हैं जो नेफ्रॉन से मूत्र को केंद्रित और परिवहन करती हैं। यहां सांद्रित मूत्र उत्पन्न करने के लिए जल का अधिकतम पुनर्अवशोषण होता है।
- संग्रह वाहिनी (मज्जा में) - एकत्रित नलिकाएं, नलिकाओं की एक श्रृंखला से बनी होती हैं जो कॉर्टेक्स में कनेक्टिंग सेगमेंट से विस्तारित होती हैं। संग्रहण वाहिनी प्रणाली नेफ्रॉन का अंतिम भाग है और इलेक्ट्रोलाइट और द्रव संतुलन में भाग लेती है। सारा निस्पंद नेफ्रॉन द्वारा इस वाहिनी में डाला जाता है और वृक्क मज्जा में उतरकर मज्जा संग्रहण नलिकाएं बनाता है।
नेफ्रॉन दो-चरणीय प्रक्रिया में काम करता है। सबसे पहले, ग्लोमेरुलस रक्त को फ़िल्टर करता है और दूसरा, नलिका रक्त में आवश्यक पदार्थों को लौटाती है और अपशिष्ट को हटा देती है। इस तरह रक्त शुद्ध होता है और अपशिष्ट मूत्र के रूप में उत्पन्न होता है। नेफ्रॉन रक्त को शुद्ध करने और इसे मूत्र में परिवर्तित करने के लिए चार तंत्रों का उपयोग करता है: निस्पंदन, पुनर्अवशोषण, स्राव और उत्सर्जन। ( वृक्काणु ), गुर्दे की कार्यात्मक और संरचनात्मक इकाइयाँ हैं। वृक्काणु का कार्य मूत्र उत्पादन और रक्त निस्पंदन में सहायता करना है। गुर्दे में नेफ्रॉन कई छोटी नलिकाएं होती हैं, और वे मूत्र निर्माण में भाग लेते हैं। गुर्दे की इस कार्यात्मक इकाई में रक्त से हानिकारक अपशिष्ट और पदार्थों का उत्सर्जन सम्मिलित होता है। इसमें रक्त में ग्लूकोज जैसे मूल्यवान पदार्थों का पुनःअवशोषण भी सम्मिलित होता है।
नेफ्रॉन की संरचना
नेफ्रॉन दो संरचनाओं से बना होता है - वृक्क कोशिका और वृक्क नलिका (the renal corpuscle and a renal tubule).
वृक्क कोशिका - यह नेफ्रॉन की एक निस्पंदन इकाई है, और यह प्लाज्मा को फ़िल्टर करती है। यह ग्लोमेरुलस से बना होता है जो छोटी रक्त वाहिकाओं के नेटवर्क से बनता है। वृक्क कणिकाएँ वृक्क के वृक्क प्रांतस्था भाग (किडनी का बाहरी भाग) में उपस्थित होती हैं।
वृक्क नलिका - वृक्क नलिकाओं में समीपस्थ कुंडलित नलिका, हेनले का लूप, दूरस्थ कुंडलित नलिका और संग्रहण नलिका सम्मिलित होती है। यह जल और इलेक्ट्रोलाइट्स के होमियोस्टैसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
वृक्क कोशिका
वृक्क कोशिका में केशिकाओं का एक समूह या गाँठ होती है जिसे ग्लोमेरुलस कहा जाता है। यह ग्लोमेरुलर कैप्सूल से घिरा होता है जो एक दोहरी परत वाला उपकला कप होता है। एक अभिवाही धमनिका वृक्क कोशिका के अंदर जाती है और एक अपवाही धमनिका वृक्क कोशिका से बाहर निकलती है।
वृक्क नलिका
वृक्क नलिकाएं 4 भागों से बनी होती हैं - समीपस्थ कुंडलित नलिका, हेनले का लूप, दूरस्थ कुंडलित नलिका और संग्रहण नलिका। यह जल और इलेक्ट्रोलाइट्स के होमियोस्टैसिस में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
नेफ्रॉन की कार्यप्रणाली
वृक्क नलिका को कार्य के आधार पर विभिन्न भागों में विभाजित किया गया है-
- समीपस्थ कुंडलित नलिका (वृक्क प्रांतस्था में पाई जाती है) - वृक्क धमनी से प्राप्त रक्त को ग्लोमेरुलस द्वारा फ़िल्टर किया जाता है। फ़िल्टर किए गए रक्त को फिर पीसीटी(PCT) में भेजा जाता है। पीसीटी में ग्लूकोज, प्रोटीन, अमीनो अम्ल जैसे आवश्यक पदार्थों का अधिकतम पुनर्अवशोषण होता है। साथ ही बहुत सारे इलेक्ट्रोलाइट्स और जल का भी पुनर्अवशोषण होता है।
- हेनले का लूप (अधिकतर मज्जा में)- यह एक यू-आकार के लूप की तरह दिखता है जो फ़िल्टर किए गए तरल पदार्थ को मज्जा में गहराई तक ले जाता है। हेनले लूप के दो अंग हैं- अवरोही और आरोही अंग। अवरोही और आरोही दोनों अंग अलग-अलग पारगम्यता दिखाते हैं। अवरोही अंग जल के लिए पारगम्य है लेकिन यह इलेक्ट्रोलाइट के लिए अभेद्य है। दूसरी ओर, आरोही अंग इलेक्ट्रोलाइट्स के लिए पारगम्य है लेकिन जल के लिए अभेद्य है। यूरिया Na+ और अन्य आयनों की कम मात्रा हेनले लूप के अवरोही अंग में पुनः अवशोषित हो जाती है।
- दूरस्थ कुंडलित नलिका (वृक्क प्रांतस्था में पाई जाती है) - DCT एक छोटा नेफ्रॉन खंड और नेफ्रॉन का अंतिम भाग है। यह अपना निस्यंद संग्रहण नलिकाओं में छोड़ता है। यह बाह्यकोशिकीय द्रव और इलेक्ट्रोलाइट होमियोस्टैसिस को विनियमित करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
- एकत्रित नलिका (मज्जा में) - वृक्क संग्रहण नलिकाएं वृक्क में लंबी संकीर्ण, सीधी नलिकाएं होती हैं जो नेफ्रॉन से मूत्र को केंद्रित और परिवहन करती हैं। यहां सांद्रित मूत्र उत्पन्न करने के लिए जल का अधिकतम पुनर्अवशोषण होता है।
- संग्रह वाहिनी (मज्जा में) - एकत्रित नलिकाएं, नलिकाओं की एक श्रृंखला से बनी होती हैं जो कॉर्टेक्स में कनेक्टिंग सेगमेंट से विस्तारित होती हैं। संग्रहण वाहिनी प्रणाली नेफ्रॉन का अंतिम भाग है और इलेक्ट्रोलाइट और द्रव संतुलन में भाग लेती है। सारा निस्पंद नेफ्रॉन द्वारा इस वाहिनी में डाला जाता है और वृक्क मज्जा में उतरकर मज्जा संग्रहण नलिकाएं बनाता है।
नेफ्रॉन दो-चरणीय प्रक्रिया में काम करता है। सबसे पहले, ग्लोमेरुलस रक्त को फ़िल्टर करता है और दूसरा, नलिका रक्त में आवश्यक पदार्थों को लौटाती है और अपशिष्ट को हटा देती है। इस तरह रक्त शुद्ध होता है और अपशिष्ट मूत्र के रूप में उत्पन्न होता है। नेफ्रॉन रक्त को शुद्ध करने और इसे मूत्र में परिवर्तित करने के लिए चार तंत्रों का उपयोग करता है: निस्पंदन, पुनर्अवशोषण, स्राव और उत्सर्जन।
अभ्यास प्रश्न
प्रश्न -1 ग्लोमेरुलर निस्पंदन क्या है और यह कहाँ होता है?
उत्तर: ग्लोमेरुलर निस्पंदन गुर्दे में रक्त को छानकर मूत्र बनाने की प्रक्रिया है। यह नेफ्रॉन के ग्लोमेरुलस में होता है।
प्रश्न -2 ग्लोमेरुलर निस्पंदन के पीछे प्राथमिक प्रेरक शक्ति क्या है?
उत्तर: प्राथमिक प्रेरक शक्ति ग्लोमेरुलर केशिकाओं के भीतर उच्च रक्तचाप है।
प्रश्न -3 ग्लोमेरुलस के माध्यम से कौन से पदार्थ फ़िल्टर किए जाते हैं?
उत्तर: पानी, आयन (सोडियम, पोटेशियम, क्लोराइड), ग्लूकोज, अमीनो एसिड और यूरिया और क्रिएटिनिन जैसे अपशिष्ट उत्पादों को फ़िल्टर किया जाता है।
प्रश्न -4 ग्लोमेरुलर निस्पंदन दर (GFR) क्या है और यह महत्वपूर्ण क्यों है?
उत्तर: GFR वह दर है जिस पर ग्लोमेरुलस में रक्त फ़िल्टर किया जाता है, आमतौर पर स्वस्थ वयस्कों में लगभग 125 mL/min। यह गुर्दे के कार्य का एक महत्वपूर्ण माप है।
संरचनात्मक और कार्यात्मक प्रश्न:
प्रश्न -5 ग्लोमेरुलस में निस्पंदन झिल्ली की तीन परतें क्या हैं?
उत्तर: तीन परतें हैं:
- ग्लोमेरुलर केशिकाओं का एंडोथेलियम।
- बेसमेंट झिल्ली।
- बोमन कैप्सूल में निस्पंदन स्लिट वाले पोडोसाइट्स।
प्रश्न -6 प्रोटीन और रक्त कोशिकाएँ निस्पंदन झिल्ली से क्यों नहीं गुज़र पाती हैं?
उत्तर: निस्पंदन झिल्ली में छिद्र और स्लिट होते हैं जो केवल छोटे अणुओं को ही गुजरने देते हैं। प्रोटीन और रक्त कोशिकाएँ इन स्थानों से गुज़रने के लिए बहुत बड़ी होती हैं।
प्रश्न -7 यदि निस्पंदन झिल्ली क्षतिग्रस्त हो जाए तो क्या होगा?
उत्तर: निस्पंदन झिल्ली को नुकसान (जैसे ग्लोमेरुलोनेफ्राइटिस जैसी स्थितियों में) प्रोटीन और रक्त कोशिकाओं को मूत्र में जाने की अनुमति दे सकता है, जिससे प्रोटीनुरिया या हेमट्यूरिया जैसी स्थितियाँ हो सकती हैं।
