स्तनधारी कोशिका जीवविज्ञान, मानव शरीर-रचना व शरीर-क्रिया: कोशिका, ऊतक, समस्थिति व अंग-तंत्र

GATE जैव-चिकित्सा अभियांत्रिकी (BM) पेपर का खंड 7 पाठ्यक्रम में छोटा और विस्तार में व्यापक है: कोशिका के मूल, ऊतकों के प्रकार व अंग-तंत्र; समस्थिति; तथा सात नामित तंत्रों के मूल व शारीरिक पक्ष — पेशी-कंकाल, श्वसन, परिसंचरण, उत्सर्जन, अंतःस्रावी, तंत्रिका व जठरांत्र। यह अध्याय उसी शब्दावली और उस गहराई तक रहता है जो एक अभियंता को चाहिए, अर्थात वह शरीर-क्रिया जिसे उपकरण मापते हैं: वह झिल्ली विभव जिससे हर जैव-विभव आरंभ होता है, हृदय व फुप्फुसों के दाब, प्रवाह व आयतन, वृक्क की निस्यंदन दर, और वे पुनर्निवेश पाश जो आंतरिक वातावरण को स्थिर रखते हैं। यह कोशिका से बाहर की ओर चलता है, और जहाँ अंग-तंत्रों की शरीर-क्रिया जुड़ी है वहाँ उन्हें युग्मों में लेता है।

1. कोशिका, झिल्ली व झिल्ली विभव

कोशिकांग व उनके कार्य
संरचनाकार्य
प्लाज़्मा झिल्ली — प्रोटीनयुक्त फ़ॉस्फ़ोलिपिड द्विस्तर (तरल मोज़ेक)वरणात्मक अवरोध; चैनल, पम्प, वाहक व ग्राही वहन करती है
केंद्रकDNA रखता है; जीनों का RNA में अनुलेखन
राइबोसोम व खुरदरा अंतर्द्रव्यी जालिकाप्रोटीन संश्लेषण; निर्यात हेतु प्रोटीन खुरदरे ER पर बनते हैं
चिकना अंतर्द्रव्यी जालिकालिपिड संश्लेषण, विषहरण; पेशी में Ca²⁺ संग्रह (पेशीद्रव्य जालिका)
गॉल्जी उपकरणप्रोटीनों को रूपांतरित, छाँटता व पुटिकाओं में पैक करता है
सूत्रकणिकावायवीय श्वसन; कोशिका का अधिकांश ATP
लयनकायघिसे घटकों व अंतर्ग्रहित पदार्थ का एंज़ाइमी पाचन
कोशिका-कंकालआकार, गति व कोशिका के भीतर परिवहन

पदार्थ झिल्ली को सरल विसरण (O₂, CO₂, वसा-विलेय अणु), चैनलों व वाहकों से सुसाध्य विसरण (ग्लूकोज़, आयन) — दोनों प्रवणता के अनुकूल व ऊर्जा-रहित — और ATP प्रयोग कर प्रवणता के विरुद्ध सक्रिय परिवहन द्वारा पार करते हैं। Na⁺/K⁺-ATPase प्रति ATP 3 Na⁺ बाहर व 2 K⁺ भीतर ले जाता है, जो भीतर K⁺ अधिक और बाहर Na⁺ अधिक रखता है। परासरण जल को उच्च विलेय सांद्रता वाले पक्ष की ओर ले जाता है।

झिल्ली पार कर सकने वाला आयन उस विभव पर ठहरता है जहाँ उसके विद्युत व विसरण प्रेरक संतुलित हों, नेर्न्स्ट विभव E = (RT/zF) ln(C_out/C_in); 37 °C पर RT/F ≈ 26.7 mV, अतः एकसंयोजी आयन हेतु E ≈ 61.5 log₁₀(C_out/C_in) mV। अनेक पारगामी आयनों के साथ विराम विभव गोल्डमैन–हॉजकिन–काट्ज़ समीकरण का पालन करता है, V_m = (RT/F) ln[(P_K K_o + P_Na Na_o + P_Cl Cl_i)/(P_K K_i + P_Na Na_i + P_Cl Cl_o)] — क्लोराइड भीतर-बाहर अदलकर आता है क्योंकि उसका आवेश ऋणात्मक है। विराम पर झिल्ली Na⁺ की अपेक्षा K⁺ हेतु कहीं अधिक पारगम्य है, अतः V_m, E_K के निकट रहता है, तंत्रिकाकोशिकाओं में प्रायः −70 mV और निलय पेशी में लगभग −90 mV।

क्रिया विभव तब आरंभ होता है जब उद्दीपन झिल्ली को देहली तक विध्रुवित करता है: वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनल खुलते हैं और Na⁺ अंतर्वाह विभव को धनात्मक करता है; फिर Na⁺ चैनल निष्क्रिय होते हैं व विलंबित K⁺ चैनल खुलते हैं, और K⁺ बहिर्वाह उसे पुनर्ध्रुवित करता है, संक्षिप्त पश्च-अतिध्रुवण सहित। यह सर्व-या-शून्य है — प्रबल उद्दीपन आयाम नहीं, प्रस्फुरण दर बढ़ाता है। निरपेक्ष दुर्दम्य काल में दूसरा स्पाइक नहीं छोड़ा जा सकता; सापेक्ष में केवल प्रबल उद्दीपन सफल होता है। मायलिन उत्तेजन को रैनवियर पर्वों तक सीमित करता है, अतः चालन उच्छलित (सॉल्टेटरी) और समान व्यास के अमायलिनित तंतुओं से कहीं तीव्र होता है।

2. ऊतक, अंग-तंत्र व समस्थिति

चार प्राथमिक ऊतक
ऊतकविशेषताएँउदाहरण
उपकलाआधार झिल्ली पर सघन कोशिकाएँ; आवरण, अस्तर, स्रवण, अवशोषण; रक्तवाहिका-रहितत्वचा अधिचर्म, आँत अस्तर, कूपिका भित्ति, ग्रंथियाँ
संयोजीतंतुओं (कोलेजन, इलास्टिन) व आधार पदार्थ के बाह्यकोशिकीय आधात्री में बिखरी कोशिकाएँअस्थि, उपास्थि, कंडरा, स्नायु, वसा ऊतक, रक्त
पेशीसंकुचनशील कोशिकाएँ: कंकाल (रेखित, ऐच्छिक), हृद् (रेखित, अनैच्छिक, अंतर्विष्ट पट्टिकाएँ), चिकनी (अरेखित, अनैच्छिक)द्विशिरस्क, हृद्-पेशी, वाहिकाओं व आँत की भित्तियाँ
तंत्रिकाआवेग चालन करने वाले न्यूरॉन व उन्हें सहारा देने वाली ग्लिया कोशिकाएँमस्तिष्क, मेरुरज्जु, तंत्रिकाएँ

कोशिकाएँ ऊतक बनाती हैं, ऊतक अंग बनाते हैं, और साथ कार्य करते अंग अंग-तंत्र बनाते हैं। समस्थिति विक्षोभ के विरुद्ध स्थिर आंतरिक वातावरण — ताप, रक्त ग्लूकोज़, pH, परासरणता, रक्तचाप — बनाए रखना है। समस्थिति पाश में ग्राही (संवेदक), निवेश की निर्धारित बिंदु से तुलना करने वाला नियंत्रण केंद्र, और कार्य करने वाला प्रभावक होता है, ठीक पुनर्निवेश नियंत्रण तंत्र की संरचना।

  • ऋणात्मक पुनर्निवेश परिवर्तन का विरोध करता है और यही नियम है: हाइपोथैलेमस द्वारा संवेदित शरीर-ताप वृद्धि स्वेदन व त्वचा वाहिका-विस्फारण आरंभ करती है; रक्त ग्लूकोज़ वृद्धि इंसुलिन स्राव आरंभ करती है।
  • धनात्मक पुनर्निवेश परिवर्तन को तब तक बढ़ाता है जब तक कोई घटना उसे समाप्त न करे: प्रसव के समय ऑक्सीटोसिन (संकुचन ग्रीवा को खींचते हैं, जिससे और ऑक्सीटोसिन निकलता है), स्कंदन प्रपात, और बढ़ते क्रिया विभव का Na⁺ अंतर्वाह।

3. पेशी-कंकाल व तंत्रिका तंत्र

वयस्क कंकाल में 206 अस्थियाँ हैं, जो अक्षीय कंकाल (कपाल, कशेरुक दंड, पसलियाँ, उरोस्थि) व उपांगीय कंकाल (अंग व उनकी मेखलाएँ) में विभक्त हैं। यह सहारा देता है, सुरक्षा करता है, गति हेतु उत्तोलक देता है, कैल्शियम व फ़ॉस्फ़ेट संग्रहित करता है, और रक्त कोशिकाएँ बनाने वाली लाल मज्जा रखता है। संधियाँ तंतुमय (अचल), उपास्थिमय (अल्प चल) या साइनोवियल (मुक्त चल, संपुट, साइनोवियल द्रव व संधि उपास्थि सहित) होती हैं — कब्ज़ा (कोहनी, घुटना), कंदुक-खल्लिका (कूल्हा, कंधा), धुराग्र, पर्याण, स्थूलकाभ व सर्पी प्रकार।

कंकाल पेशी तंतु में Z रेखाओं के बीच पेशी-खंडों (सार्कोमियर) से बने पेशी-तंतुक होते हैं: मोटे मायोसिन तंतु A पट्टी बनाते हैं, पतले ऐक्टिन तंतु प्रत्येक Z रेखा से भीतर आते हैं, और I पट्टी व H क्षेत्र वहाँ हैं जहाँ वे अतिव्याप्त नहीं होते। उत्तेजन–संकुचन युग्मन में प्रेरक न्यूरॉन तंत्रिका-पेशी संधि पर ऐसीटिलकोलीन छोड़ता है, पेशी क्रिया विभव T-नलिकाओं में उतरता है, पेशीद्रव्य जालिका Ca²⁺ छोड़ती है, Ca²⁺ ट्रोपोनिन से बँधकर ट्रोपोमायोसिन को ऐक्टिन के बंधन स्थलों से हटाता है, और मायोसिन शीर्ष ATP प्रयोग कर चक्रित होते हैं। सर्पी-तंतु क्रियाविधि से तंतु एक-दूसरे पर सरकते हैं: I पट्टी व H क्षेत्र छोटे होते हैं जबकि A पट्टी अपनी लंबाई रखती है। एक प्रेरक न्यूरॉन व उसके द्वारा आपूरित तंतु प्रेरक इकाई बनाते हैं; बल अधिक इकाइयों की भर्ती व प्रस्फुरण दर बढ़ाकर, जब तक झटके धनुस्तंभ में न मिल जाएँ, श्रेणीकृत होता है।

केंद्रीय तंत्रिका तंत्र मस्तिष्क व मेरुरज्जु है; परिधीय तंत्रिका तंत्र कपाल व मेरु तंत्रिकाएँ है, जो कायिक तंत्र (ऐच्छिक, कंकाल पेशी तक) व स्वायत्त तंत्र में विभक्त है। स्वायत्त तंत्र का अनुकंपी विभाग (“लड़ो या भागो”: हृदय-दर व रक्तचाप बढ़ाता है, पुतलियाँ व श्वसनमार्ग फैलाता है; इसका पश्च-गुच्छिका संचारक अधिकांशतः नॉरऐड्रिनलीन है) और परानुकंपी विभाग (“विश्राम व पाचन”: हृदय धीमा करता है, पाचन बढ़ाता है; संचारक ऐसीटिलकोलीन, अधिकांशतः वेगस तंत्रिका द्वारा) है। न्यूरॉन अपना संकेत अगले को सिनैप्स के पार देता है, जहाँ पुटिकाओं से मुक्त तंत्रिका-संचारक पश्च-सिनैप्टिक झिल्ली के ग्राहियों से बँधता है। प्रतिवर्त चाप — ग्राही, अभिवाही न्यूरॉन, समाकलन केंद्र, अपवाही न्यूरॉन, प्रभावक — जानु-झटके जैसी तीव्र स्वचालित अनुक्रिया देता है।

4. परिसंचरण व श्वसन तंत्र

हृदय श्रेणी में दो पम्प है। दायाँ पक्ष महाशिराओं से विऑक्सीकृत रक्त दाएँ अलिंद में लेता है और उसे त्रिकपर्दी कपाट व दाएँ निलय से फुप्फुसीय धमनी द्वारा फुप्फुसों को भेजता है; बायाँ पक्ष फुप्फुसीय शिराओं से ऑक्सीकृत रक्त लेता है और उसे द्विकपर्दी (मिट्रल) कपाट, बाएँ निलय व महाधमनी कपाट से शरीर को पम्प करता है। उत्तेजन शिरा-अलिंद (SA) नोड, सामान्य गतिनिर्धारक, से आरंभ होकर अलिंदों पर फैलता है, अलिंद-निलय (AV) नोड पर विलंबित होता है ताकि अलिंद निलयों को भरना पूरा कर लें, और हिस के बंडल व पुर्किन्ये तंतुओं में उतरता है। ECG में P तरंग अलिंद विध्रुवण, QRS संकुल निलय विध्रुवण और T तरंग निलय पुनर्ध्रुवण है।

  • हृद् निर्गम CO = हृदय-दर × स्पंद आयतन, विराम पर लगभग 5 L/min; स्पंद आयतन = अंत्य-अनुशिथिलन − अंत्य-प्रकुंचन आयतन, और निष्कासन अंश = SV/EDV, सामान्यतः लगभग 55% से अधिक।
  • माध्य धमनी दाब ≈ अनुशिथिलन + (प्रकुंचन − अनुशिथिलन)/3, क्योंकि हृदय अनुशिथिलन में अधिक समय बिताता है; MAP = CO × कुल परिधीय प्रतिरोध।
  • दृढ़ नली में न्यूटनी द्रव के स्थिर स्तरीय प्रवाह हेतु प्वाज़ॉय नियम: Q = πr⁴ΔP/(8μL), अतः प्रतिरोध 8μL/(πr⁴) है। वाहिका की त्रिज्या आधी करने पर उसका प्रतिरोध सोलह गुना होता है — इसीलिए धमनिकाएँ व्यास में छोटे परिवर्तनों से प्रवाह वितरण नियंत्रित करती हैं। रक्त अ-न्यूटनी है और वाहिकाएँ प्रत्यास्थ, अतः यह आदर्शीकरण है, पर इसकी r⁴ निर्भरता शरीर-क्रिया को नियंत्रित करती है।
  • रक्त प्लाज़्मा व निर्मित अवयव है — लाल कोशिकाएँ (हीमोग्लोबिन द्वारा O₂ परिवहन), श्वेत कोशिकाएँ (रक्षा) व बिंबाणु (स्कंदन)।

वायु नासिका, ग्रसनी, स्वरयंत्र, श्वासनली, श्वसनियों व श्वसनिकाओं से होकर लगभग 30 करोड़ कूपिकाओं तक जाती है, जहाँ अत्यंत पतली झिल्ली के आर-पार गैस विनिमय होता है। निःश्वसन नहीं, अंतःश्वसन सक्रिय है: मध्यपट व बाह्य अंतरापर्शुक पेशियाँ वक्ष को बढ़ाती हैं, अंतःफुप्फुसावरणी दाब गिरता है, और बॉयल नियम से कूपिका दाब वायुमंडलीय से नीचे जाता है अतः वायु भीतर बहती है; शांत निःश्वसन निष्क्रिय प्रत्यास्थ प्रतिक्षेप है। ऑक्सीजन व CO₂ आंशिक-दाब प्रवणताओं के अनुसार विसरण से चलते हैं (कूपिका pO₂ लगभग 100 mmHg, मिश्रित शिरा रक्त में लगभग 40 mmHg), और हीमोग्लोबिन का सिग्मॉइड वियोजन वक्र रक्त को फुप्फुसों में पूरी ऑक्सीजन लेने व ऊतकों में छोड़ने देता है।

फुप्फुस आयतन व धारिताएँ
राशिपरिभाषास्पाइरोमिति से मापनीय?
ज्वारीय आयतन (TV)शांत श्वास का आयतन, लगभग 500 mLहाँ
जैव धारिता (VC)IRV + TV + ERV — अधिकतम अंतःश्वसन के बाद अधिकतम निःश्वसनहाँ
अवशिष्ट आयतन (RV)अधिकतम निःश्वसन के बाद शेष वायुनहीं — गैस तनुकरण या शरीर आयतन-लेखन चाहिए
क्रियात्मक अवशिष्ट धारिता (FRC)ERV + RV — शांत निःश्वसन के अंत का आयतननहीं (RV सम्मिलित)
कुल फुप्फुस धारिता (TLC)VC + RVनहीं (RV सम्मिलित)

मिनट संवातन TV × श्वसन दर है, पर प्रत्येक श्वास के पहले ~150 mL केवल चालक श्वसनमार्ग (शारीरिक मृत स्थान) भरते हैं, अतः कूपिका संवातन = (TV − V_D) × दर — विराम पर लगभग (500 − 150) × 12 = 4.2 L/min।

5. उत्सर्जन, अंतःस्रावी व जठरांत्र तंत्र

प्रत्येक वृक्क में लगभग दस लाख वृक्काणु (नेफ़्रॉन) हैं। रक्त केशिकागुच्छ (ग्लोमेरुलस) में बोमन संपुट में निस्यंदित होता है — केशिकागुच्छ निस्यंदन दर (GFR) लगभग 125 mL/min है — और निस्यंद समीपस्थ नलिका (ग्लूकोज़, ऐमीनो अम्लों, Na⁺ व जल का बृहत पुनरवशोषण), हेनले पाश (मज्जा सांद्रता प्रवणता बनाता है), दूरस्थ नलिका व संग्रह वाहिनी (हार्मोनों द्वारा सूक्ष्म नियंत्रण) में रूपांतरित होता है। वृक्क निकासी C = UV/P, मूत्र सांद्रता × मूत्र प्रवाह बटा प्लाज़्मा सांद्रता; इनुलिन हेतु, जो निस्यंदित होता है पर न पुनरवशोषित न स्रावित, निकासी GFR के बराबर है। ADH (वैसोप्रेसिन) संग्रह वाहिनी को जल हेतु पारगम्य बनाकर मूत्र सांद्रित करता है; ऐल्डोस्टेरॉन Na⁺ पुनरवशोषण व K⁺ स्राव बढ़ाता है; रेनिन–ऐंजियोटेंसिन–ऐल्डोस्टेरॉन तंत्र रक्तचाप व आयतन पुनर्स्थापित करता है।

अंतःस्रावी ग्रंथियाँ व उनके प्रमुख हार्मोन
ग्रंथिहार्मोनमुख्य क्रिया
हाइपोथैलेमस / पश्च पीयूषADH, ऑक्सीटोसिनजल प्रतिधारण; गर्भाशय संकुचन व दुग्ध निष्कासन
अग्र पीयूषGH, TSH, ACTH, FSH, LH, प्रोलैक्टिनवृद्धि; अवटु, अधिवृक्क वल्कुट व जनन ग्रंथियों का नियंत्रण
अवटु (थायरॉइड)T₃, T₄; कैल्सिटोनिनउपापचय दर; रक्त Ca²⁺ घटाता है
परावटुपरावटु हार्मोनरक्त Ca²⁺ बढ़ाता है
अधिवृक्क वल्कुट / मज्जाकॉर्टिसॉल, ऐल्डोस्टेरॉन / ऐड्रिनलीन, नॉरऐड्रिनलीनतनाव अनुक्रिया, Na⁺ संतुलन / लड़ो-या-भागो
अग्न्याशय द्वीपिकाएँइंसुलिन (β कोशिकाएँ), ग्लूकागॉन (α कोशिकाएँ)रक्त ग्लूकोज़ घटाता / बढ़ाता है

जठरांत्र मार्ग मुख, ग्रसनी, ग्रासनली, आमाशय, क्षुद्रांत्र (ग्रहणी, मध्यांत्र, शेषांत्र) व बृहदांत्र तक चलता है, लार ग्रंथियाँ, यकृत, पित्ताशय व अग्न्याशय सहायक अंग हैं। पाचन यांत्रिक व रासायनिक है: लार ऐमिलेज़ मंड पर आरंभ करता है; आमाशय का अम्ल व पेप्सिन प्रोटीन पाचन आरंभ करते हैं; अग्न्याशयी रस ट्रिप्सिन (प्रोटीन), ऐमिलेज़ (कार्बोहाइड्रेट) व लाइपेज़ (वसा) लाता है, और यकृत का पित्त वसा का पायसीकरण करता है। लगभग सारा अवशोषण क्षुद्रांत्र में होता है, जिसकी सिलवटें, अंकुर व सूक्ष्मांकुर उसका पृष्ठ-क्षेत्रफल कई गुना करते हैं; बृहदांत्र जल व विद्युत-अपघट्य अवशोषित करता है। क्रमाकुंचन — आंत्रिक तंत्रिका तंत्र के अधीन चिकनी-पेशी संकुचन की तरंगें — सामग्री को आगे बढ़ाता है।

ℹ️ अभियंता को ये संख्याएँ क्यों चाहिए
पेपर का हर उपकरण इन्हीं के चारों ओर अभिकल्पित है: ECG अग्र-छोर त्वचा पर 1 mV संकेत के चारों ओर, संवातक 500 mL ज्वारीय आयतन व मृत स्थान के चारों ओर, अपोहक उस निकासी के चारों ओर जो वृक्क देता, प्रवाहमापी r⁴ नियम के चारों ओर। शारीरिक मान जानना ही अविश्वसनीय उत्तर पकड़ने का मार्ग है।

मुख्य बिंदु

  • नेर्न्स्ट: एकसंयोजी आयन हेतु 37 °C पर E = 61.5 log₁₀(C_out/C_in) mV; गोल्डमैन प्रत्येक आयन को उसकी पारगम्यता से भारित करता है, क्लोराइड भीतर-बाहर अदलकर।
  • Na⁺/K⁺ पम्प: 3 Na⁺ बाहर, 2 K⁺ भीतर; क्रिया विभव पहले Na⁺ भीतर, फिर K⁺ बाहर, सर्व-या-शून्य, दुर्दम्य कालों सहित।
  • समस्थिति ऋणात्मक पुनर्निवेश है (ग्राही, नियंत्रण केंद्र, प्रभावक); धनात्मक पुनर्निवेश प्रसव, स्कंदन व बढ़ते स्पाइक में आता है।
  • CO = HR × SV, MAP ≈ DBP + (SBP − DBP)/3, प्वाज़ॉय Q = πr⁴ΔP/(8μL); कूपिका संवातन = (TV − मृत स्थान) × दर।
  • निकासी C = UV/P और इनुलिन निकासी = GFR ≈ 125 mL/min; RV, FRC व TLC केवल स्पाइरोमिति से नहीं मापे जा सकते।

अभ्यास प्रश्न (15)

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।

  1. बाह्यकोशिकीय K⁺ 4 mM और अंतःकोशिकीय K⁺ 140 mM है। 37 °C पर E = 61.5 log₁₀(C_out/C_in) mV प्रयोग करते हुए K⁺ साम्य विभव (mV में), निकटतम पूर्णांक तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: -95

    E_K = 61.5 log₁₀(4/140) = 61.5 × (−1.544) = −94.96 mV ≈ −95 mV, भीतर ऋणात्मक क्योंकि K⁺ बाहर रिसने की प्रवृत्ति रखता है। अनुपात उलटने पर +95 mV आता है; धनात्मक चिह्न सहित log₁₀(140/4) लेना वही भूल है। उत्तर -95 के रूप में टाइप करें।
  2. 37 °C पर एक कोशिका में K⁺ बाहर 4 mM व भीतर 140 mM, Na⁺ बाहर 145 mM व भीतर 12 mM, Cl⁻ बाहर 110 mM व भीतर 10 mM है, सापेक्ष पारगम्यताएँ P_K : P_Na : P_Cl = 1 : 0.04 : 0.45। 61.5 log₁₀ के साथ गोल्डमैन समीकरण प्रयोग करते हुए विराम विभव (mV में), एक दशमलव स्थान तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: -69.1

    अंश P_K K_o + P_Na Na_o + P_Cl Cl_i = 4 + 5.8 + 4.5 = 14.3; हर P_K K_i + P_Na Na_i + P_Cl Cl_o = 140 + 0.48 + 49.5 = 189.98। V_m = 61.5 log₁₀(14.3/189.98) = 61.5 × (−1.1234) = −69.1 mV। क्लोराइड को धनायन की भाँति लेना (Cl_o ऊपर) लगभग −24 mV देता है, जो सामान्य भूल है। उत्तर -69.1 के रूप में टाइप करें।
  3. प्रति ATP अणु जलअपघटन पर Na⁺/K⁺-ATPase ले जाता है

    1. 3 Na⁺ बाहर व 2 K⁺ भीतर
    2. 2 Na⁺ बाहर व 3 K⁺ भीतर
    3. 3 Na⁺ भीतर व 2 K⁺ बाहर
    4. 1 Na⁺ बाहर व 1 K⁺ भीतर
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — 3 Na⁺ बाहर व 2 K⁺ भीतर

    पम्प तीन सोडियम आयन बाहर और दो पोटैशियम आयन भीतर ले जाता है, जो बाहर Na⁺ व भीतर K⁺ अधिक रखता है और पम्प को स्वयं थोड़ा विद्युतजनक बनाता है (प्रति चक्र एक शुद्ध धन आवेश बाहर)। संख्याएँ या दिशाएँ उलटना ऐसे पम्प का वर्णन है जो उन्हीं प्रवणताओं को नष्ट करेगा जिन्हें बनाने हेतु वह है।
  4. मानव शरीर-क्रिया में धनात्मक पुनर्निवेश का उदाहरण कौन-सा है?

    1. प्रसव के समय ऑक्सीटोसिन स्राव
    2. शरीर-ताप बढ़ने पर स्वेदन
    3. रक्त ग्लूकोज़ बढ़ने पर इंसुलिन स्राव
    4. दाब बढ़ने पर हृदय को धीमा करने वाला दाबग्राही प्रतिवर्त
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — प्रसव के समय ऑक्सीटोसिन स्राव

    गर्भाशय संकुचन ग्रीवा को खींचते हैं, जिससे अधिक ऑक्सीटोसिन स्राव व प्रबल संकुचन होते हैं, एक पाश जो प्रसव द्वारा समाप्त होने तक बढ़ता है। स्वेदन, इंसुलिन स्राव व दाबग्राही प्रतिवर्त प्रत्येक उसे आरंभ करने वाले विक्षोभ का विरोध करते हैं, जो ऋणात्मक पुनर्निवेश है।
  5. एक हृदय प्रति मिनट 72 बार धड़कता है, अंत्य-अनुशिथिलन आयतन 120 mL व अंत्य-प्रकुंचन आयतन 50 mL है। हृद् निर्गम (L/min में), दो दशमलव स्थानों तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 5.04

    SV = EDV − ESV = 70 mL, अतः CO = 72 × 70 = 5040 mL/min = 5.04 L/min; निष्कासन अंश 70/120 = 58% है। अंत्य-अनुशिथिलन आयतन से गुणा करने पर 8.64 L/min आता है, जो उस रक्त को गिनता है जो निलय से कभी निकलता ही नहीं।
  6. 120/80 mmHg का रक्तचाप अनुमानित माध्य धमनी दाब (mmHg में), एक दशमलव स्थान तक, किसके संगत है? ____

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 93.3

    MAP ≈ DBP + (SBP − DBP)/3 = 80 + 40/3 = 93.3 mmHg। सरल औसत 100 mmHg प्रकुंचन को अधिक भार देता है — हृदय प्रत्येक चक्र का लगभग दो-तिहाई अनुशिथिलन में बिताता है।
  7. रक्त (श्यानता 3.5 × 10⁻³ Pa·s, न्यूटनी माना) 2 mm त्रिज्या व 10 cm लंबाई की दृढ़ नली से 100 Pa दाब-अंतर पर स्थिर रूप से बहता है। प्वाज़ॉय नियम से प्रवाह दर (mL/s में), दो दशमलव स्थानों तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 1.8

    Q = πr⁴ΔP/(8μL) = π × (2 × 10⁻³)⁴ × 100/(8 × 3.5 × 10⁻³ × 0.1) = 5.027 × 10⁻⁹/2.8 × 10⁻³ = 1.795 × 10⁻⁶ m³/s = 1.80 mL/s। त्रिज्या के स्थान पर व्यास लेने पर उत्तर 16 गुना होता है, r⁴ नियम का प्रभाव।
  8. एक व्यक्ति 500 mL ज्वारीय आयतन व 150 mL शारीरिक मृत स्थान के साथ प्रति मिनट 12 बार श्वास लेता है। कूपिका संवातन (L/min में), एक दशमलव स्थान तक, ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 4.2

    V̇_A = (TV − V_D) × दर = (500 − 150) × 12 = 4200 mL/min = 4.2 L/min। 6.0 L/min मिनट संवातन है, जो उस वायु को गिनता है जो केवल चालक श्वसनमार्ग तक पहुँचती है और गैस विनिमय में भाग नहीं लेती।
  9. मूत्र इनुलिन 25 mg/mL, मूत्र प्रवाह 1 mL/min व प्लाज़्मा इनुलिन 0.2 mg/mL है। केशिकागुच्छ निस्यंदन दर (mL/min में) ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 125

    इनुलिन मुक्त रूप से निस्यंदित होता है और न पुनरवशोषित न स्रावित, अतः GFR = UV/P = 25 × 1/0.2 = 125 mL/min। अनुपात उलटने पर 0.008 आता है, और मूत्र प्रवाह भूलना यहाँ केवल इसलिए वही संख्या देता है कि V = 1 mL/min है।
  10. अंग-तंत्र शरीर-क्रिया के विषय में कौन-से कथन सही हैं?

    1. इंसुलिन रक्त ग्लूकोज़ घटाता है
    2. ADH संग्रह वाहिनियों में जल पुनरवशोषण बढ़ाता है
    3. पेप्सिन आमाशय का मुख्य वसा-पाचक एंज़ाइम है
    4. SA नोड हृदय का सामान्य गतिनिर्धारक है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — इंसुलिन रक्त ग्लूकोज़ घटाता है; B — ADH संग्रह वाहिनियों में जल पुनरवशोषण बढ़ाता है; D — SA नोड हृदय का सामान्य गतिनिर्धारक है

    इंसुलिन ग्लूकोज़ ग्रहण व संग्रह बढ़ाता है, ADH संग्रह वाहिनी में जल चैनल लगाता है, और SA नोड की आंतरिक दर सबसे तीव्र है अतः वही हृदय-स्पंद तय करता है। पेप्सिन प्रोटीन पचाता है; वसा मुख्यतः पित्त द्वारा पायसीकरण के बाद अग्न्याशयी लाइपेज़ से पचती है।
  11. इनमें से किसे साधारण स्पाइरोमीटर से नहीं मापा जा सकता?

    1. अवशिष्ट आयतन
    2. ज्वारीय आयतन
    3. जैव धारिता
    4. निःश्वसन आरक्षित आयतन
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — अवशिष्ट आयतन

    स्पाइरोमीटर केवल मुख से भीतर-बाहर जाने वाली वायु अभिलेखित करता है। अवशिष्ट आयतन अधिकतम निःश्वसन के बाद भी फुप्फुसों में रहता है, अतः उसे — और उसे समाहित करने वाली हर धारिता (FRC, TLC) को — गैस तनुकरण या शरीर आयतन-लेखन चाहिए।
  12. तंत्रिका क्रिया विभव के विषय में कौन-से कथन सही हैं?

    1. उसका बढ़ता (विध्रुवण) चरण Na⁺ अंतर्वाह के कारण है
    2. निरपेक्ष दुर्दम्य काल में, उद्दीपन कितना भी प्रबल हो, दूसरा क्रिया विभव नहीं छोड़ा जा सकता
    3. मायलिनीकरण उच्छलित चालन द्वारा चालन वेग बढ़ाता है
    4. देहली से ऊपर उसका आयाम उद्दीपन-प्रबलता के साथ बढ़ता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — उसका बढ़ता (विध्रुवण) चरण Na⁺ अंतर्वाह के कारण है; B — निरपेक्ष दुर्दम्य काल में, उद्दीपन कितना भी प्रबल हो, दूसरा क्रिया विभव नहीं छोड़ा जा सकता; C — मायलिनीकरण उच्छलित चालन द्वारा चालन वेग बढ़ाता है

    वोल्टता-द्वारित Na⁺ चैनल ऊर्ध्व-आघात चलाते हैं, उनकी निष्क्रियता निरपेक्ष दुर्दम्य काल बनाती है, और मायलिन उत्तेजन को रैनवियर पर्वों के बीच उछलने को विवश करता है। स्पाइक सर्व-या-शून्य है: उद्दीपन-प्रबलता प्रस्फुरण आवृत्ति में कूटित होती है, आयाम में नहीं।
  13. रक्त को किस प्राथमिक ऊतक प्रकार में वर्गीकृत किया जाता है?

    1. संयोजी ऊतक
    2. उपकला ऊतक
    3. पेशी ऊतक
    4. तंत्रिका ऊतक
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — संयोजी ऊतक

    रक्त संयोजी ऊतक है: उसकी कोशिकाएँ बाह्यकोशिकीय आधात्री, प्लाज़्मा, में बिखरी हैं, जैसे अस्थि व उपास्थि में जहाँ आधात्री ठोस है। वह किसी का अस्तर नहीं है और न संकुचनशील न उत्तेजनीय, जो अन्य तीन को बाहर करता है।
  14. कंकाल पेशी सार्कोमियर के संकुचन के दौरान कौन-सी पट्टी अपनी लंबाई बनाए रखती है?

    1. A पट्टी
    2. I पट्टी
    3. H क्षेत्र
    4. Z रेखाओं के बीच पूरा सार्कोमियर
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — A पट्टी

    A पट्टी मायोसिन तंतुओं की लंबाई है, और तंतु छोटे नहीं होते — वे सरकते हैं। अतिव्याप्ति बढ़ने पर I पट्टी (केवल ऐक्टिन) व H क्षेत्र (केवल मायोसिन) संकरे होते हैं और Z रेखाएँ निकट आती हैं, अतः सार्कोमियर छोटा होता है जबकि A पट्टी स्थिर रहती है।
  15. एक व्यक्ति की कुल फुप्फुस धारिता 6000 mL, जैव धारिता 4800 mL व निःश्वसन आरक्षित आयतन 1200 mL है। क्रियात्मक अवशिष्ट धारिता (mL में) ____ है।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

    उत्तर देखें

    उत्तर: 2400

    RV = TLC − VC = 6000 − 4800 = 1200 mL, और FRC = ERV + RV = 1200 + 1200 = 2400 mL। 1200 mL बताना केवल अवशिष्ट आयतन देना है; TLC − ERV = 4800 mL अंतःश्वसन धारिता व RV का योग है, FRC नहीं।