तुलनात्मक शरीर-रचना व कार्यिकी I: श्वसन, परिसंचरण, पाचन व उत्सर्जन

यह अध्याय जीवन विज्ञान (XL) पेपर के पाँच वैकल्पिक खंडों में से एक, XL4 प्राणी विज्ञान, के खंड XL4.7 का उत्तर देता है: “तुलनात्मक शरीर-रचना व कार्यिकी, श्वसन तंत्र, पेशी तंत्र, परिसंचरण तंत्र, पाचन तंत्र, तंत्रिका तंत्र, उत्सर्जन तंत्र, अंतःस्रावी तंत्र, जनन तंत्र, कंकाल तंत्र।” यह अध्याय तुलनात्मक विधि तथा उन चार तंत्रों को लेता है जो गैसों, रक्त, भोजन व अपशिष्टों का परिवहन करते हैं; दूसरा अध्याय पेशी, कंकाल, तंत्रिका, हॉर्मोन व जनन को लेता है। प्रत्येक तंत्र अकशेरुकियों व कशेरुकी वर्गों में तुलनात्मक दृष्टि से पढ़ा गया है। संख्यात्मक प्रश्न कूपिकीय संवातन, ऑक्सीजन मात्रा, हृद् निर्गम व फ़िक सिद्धांत, तथा केशिकागुच्छीय निस्यंदन दर, क्लियरेंस और निस्यंदित विलेय के पुनरवशोषित अंश पर हैं।

1. तुलनात्मक विधि: समजातता, समवृत्तिता व माप-अनुपात

तुलनात्मक शरीर-रचना एक ही तंत्र को विभिन्न जातियों में साथ-साथ रखकर उससे दो बातें पढ़ती है: साझा वंशक्रम व क्रियात्मक अभिकल्पना। समजात अंगों का भ्रूणीय उद्गम व मूल ढाँचा एक होता है, चाहे उनका वर्तमान उपयोग कुछ भी हो: मेंढक, छिपकली, पक्षी, चमगादड़, व्हेल व मनुष्य के अग्रपाद ह्यूमरस, रेडियस व अल्ना, कार्पल, मेटाकार्पल व अंगुलास्थियों की एक ही पंचांगुली योजना हैं, जिसे अपसारी विकास ने रूपांतरित किया। समवृत्ति अंग एक ही कार्य करते हैं पर भिन्न संरचनाओं से उपजते हैं: कीट का पंख देहभित्ति की एक तह है, पक्षी का पंख रूपांतरित अग्रपाद (अभिसारी विकास)। क्रमिक समजातता देह-अक्ष के अनुदिश एक ही संरचना की पुनरावृत्ति है, जैसे कशेरुकाएँ या क्रेफ़िश के उपांग। अवशेषी अंग, जैसे मनुष्य की कृमिरूप परिशेषिका व अनुत्रिक, या व्हेल व अजगर के श्रोणि-अवशेष, उन अंगों के ह्रासित समजात हैं जो संबंधित जातियों में क्रियाशील हैं।

⚠️ चमगादड़ व पक्षी का पंख
अग्रपाद के रूप में चमगादड़ व पक्षी के पंख समजात हैं; पंख के रूप में वे समवृत्ति हैं, क्योंकि उड़ान दोनों वंशों में अलग-अलग विकसित हुई। प्रश्न को बताना चाहिए कि वह किस स्तर की बात कर रहा है। चमगादड़ व तितली के पंख हर स्तर पर समवृत्ति हैं।

कार्यिकी इसमें माप-अनुपात जोड़ती है। पृष्ठ-क्षेत्रफल लंबाई² के और आयतन लंबाई³ के अनुपात में बढ़ता है, अतः बड़े प्राणी के पास आपूर्ति हेतु प्रति इकाई ऊतक कम सतह होती है। कुछ मिलीमीटर मोटा चपटा कृमि देह-सतह से विसरण पर निर्भर रह सकता है; इससे भारी किसी भी देह को वलित विनिमय-सतह, एक पंप और वाहिकाएँ चाहिए। फ़िक का विसरण नियम स्थानांतरण दर को क्षेत्रफल × आंशिक-दाब अंतर ÷ अवरोध की मोटाई के समानुपाती बताता है; इसीलिए हर श्वसन-सतह विस्तृत, पतली व नम होती है, एक ओर संवातित और दूसरी ओर रक्त-प्रवाहित, ताकि प्रवणता तीखी बनी रहे। उपापचयी दर लगभग देह-द्रव्यमान M0.75 के अनुपात में बढ़ती है (क्लाइबर संबंध), अतः प्रति ग्राम दर आकार बढ़ने के साथ घटती है: छछूंदर का हृदय हाथी के हृदय से कई गुना तेज़ धड़कता है।

2. श्वसन-सतहें व संवातन

प्राणी त्वचा (केंचुए, और आंशिक रूप से मेंढक), क्लोम (मछलियाँ, क्रस्टेशियन, मोलस्क), पुस्त-फुफ्फुस (मकड़ी, बिच्छू), श्वासनलिकाओं या फुफ्फुसों से श्वसन करते हैं। कीट वायु को श्वासरंध्रों, श्वासनलिकाओं व महीन श्वासनलिकाओं (ट्रेकिओल) से सीधे कोशिकाओं तक पहुँचाते हैं, अतः उनका हीमोलिम्फ बहुत कम ऑक्सीजन ढोता है; नलिकाओं के अनुदिश विसरण पर यह निर्भरता एक कारण है कि कीट छोटे रहते हैं। जल में वायु से कहीं कम ऑक्सीजन होती है और वह अधिक घना व श्यान है, अतः जल-श्वसनी प्राणी क्लोमों पर एकदिशीय धारा चलाते हैं, जबकि वायु-श्वसनी ज्वारीय, अंदर-बाहर संवातन वहन कर सकते हैं।

संवातन की चार अभिकल्पनाएँ
प्राणीअंग व पंपविनिमय व्यवस्था
टीलियोस्ट मछलीक्लोम-पटलिकाएँ; मुख-गुहा व प्रच्छद पंप जल को एक दिशा में चलाते हैंप्रतिधारा: रक्त जल के विपरीत बहता है, अतः पूरी पटलिका पर प्रवणता बनी रहती है और रक्त आने वाले जल के लगभग बराबर PO2 लेकर निकल सकता है
मेंढकधनात्मक-दाब मुख-गुहा पंप से भरे फुफ्फुस; नम त्वचाफुफ्फुस मिश्रित कोष हैं; CO2 निष्कासन का प्रमुख मार्ग त्वचा है
स्तनधारीकूपिकीय फुफ्फुस; डायाफ्राम व अंतरापर्शुक पेशियों से ऋणात्मक दाबज्वारीय: ताज़ी वायु अवशिष्ट वायु में मिलती है, अतः कूपिकीय PO2 (लगभग 100 mmHg) वायुमंडलीय मान से काफ़ी नीचे रहता है
पक्षीपरश्वसनिकाओं से बने दृढ़ फुफ्फुस; वायुकोष धौंकनी का काम करते हैं; एक श्वास को पार होने में दो चक्र लगते हैंअनुप्रस्थ-धारा केशिकाओं सहित एकदिशीय प्रवाह: फुफ्फुस से निकलते रक्त का PO2 निःश्वसित वायु से अधिक हो सकता है

स्तनधारियों में हर श्वास का केवल एक भाग कूपिकाओं तक पहुँचता है; शेष संवाहक वायुमार्गों के शारीरिक मृत अवकाश को भरता है। कूपिकीय संवातन V̇A = (VT − VD) × f। ज्वारीय आयतन VT = 500 mL, मृत अवकाश VD = 150 mL और f = 12 min⁻¹ पर V̇A = 350 × 12 = 4,200 mL min⁻¹, जबकि मिनट संवातन 6,000 है। 24 min⁻¹ पर 250 mL की श्वास से मिनट संवातन 6,000 ही रहता है पर V̇A घटकर 100 × 24 = 2,400 mL min⁻¹ रह जाता है: तीव्र उथली श्वास अदक्ष है। लय मेड्यूला से आती है। स्तनधारियों में मुख्य उद्दीपन PCO2 की वृद्धि है, जिसे केंद्रीय रसोग्राही H⁺ के रूप में भाँपते हैं, जबकि कैरोटिड व महाधमनी काय मुख्यतः PO2 के गिरने पर प्रतिक्रिया देते हैं। मछलियाँ, जिनके लिए ऑक्सीजन दुर्लभ गैस है और CO2 जल में आसानी से निकल जाती है, मुख्यतः ऑक्सीजन के अनुसार संवातन करती हैं।

3. ऑक्सीजन व कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन

हीमोग्लोबिन (दो α व दो β शृंखलाएँ, प्रत्येक में एक हीम) चार O2 को सहकारी ढंग से बाँधता है: एक हीम पर बंधन शेष की बंधुता बढ़ाता है, जिससे सिग्मॉइड वियोजन वक्र बनता है, जो सक्रिय ऊतकों के 20 से 40 mmHg पर खड़ा और फुफ्फुसों के 100 mmHg के निकट सपाट है। P50, अर्थात 50% संतृप्ति वाला PO2, बंधुता का माप है। PCO2 या H⁺ (बोर प्रभाव), ताप या 2,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट (2,3-BPG) की वृद्धि वक्र को दाईं ओर खिसकाती है और सक्रिय ऊतक में अधिक O2 मुक्त कराती है। एक हीम वाले मायोग्लोबिन का वक्र अतिपरवलयिक व बंधुता अधिक है; वह पेशी में O2 संचित करता है, और गोताखोर स्तनधारियों में प्रचुर होता है। भ्रूणीय हीमोग्लोबिन (α2γ2) 2,3-BPG को दुर्बलता से बाँधता है, और उसकी अधिक बंधुता अपरा के पार O2 खींचती है। CO हीम से O2 की तुलना में 200 गुना से अधिक प्रबलता से बँधता है।

ऑक्सीजन मात्रा = 1.34 × [Hb] × संतृप्ति + 0.003 × PO2, mL O2 प्रति dL में। पाठ्यपुस्तकें प्रति ग्राम Hb 1.34 से 1.39 mL लेती हैं, अतः प्रश्न को अपना मान बताना चाहिए। Hb 15 g dL⁻¹, 98% संतृप्ति व PO2 100 mmHg पर: 1.34 × 15 × 0.98 + 0.3 ≈ 20 mL dL⁻¹, जिसमें लगभग सारी बँधी हुई है। CO2 लगभग 70% बाइकार्बोनेट के रूप में चलती है, जिसे लाल कोशिकाओं में कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ बनाता है और बदले में Cl⁻ भीतर आता है (क्लोराइड विस्थापन), लगभग 20% हीमोग्लोबिन से कार्बामिनो यौगिक के रूप में बँधकर, और शेष घुलित रूप में। विऑक्सीजनित हीमोग्लोबिन अधिक CO2 व H⁺ ढोता है (हाल्डेन प्रभाव), अतः ऊतकों में CO2 का लदना और O2 का उतरना एक-दूसरे की सहायता करते हैं।

⚠️ बोर, हाल्डेन नहीं है
दोनों प्रभाव एक ही युग्मन को विपरीत ओर से देखना हैं। बोर: CO2 व H⁺ हीमोग्लोबिन की O2 बंधुता घटाते हैं। हाल्डेन: ऑक्सीजनन हीमोग्लोबिन की CO2 क्षमता घटाता है। पेशी में O2 उतरने वाला प्रश्न बोर है; फुफ्फुस में CO2 मुक्त होने वाला प्रश्न हाल्डेन है।

4. परिसंचरण तंत्र व कशेरुकी हृदय

खुले तंत्र (आर्थ्रोपोड, अधिकांश मोलस्क) में हृदय हीमोलिम्फ को उन कोटरों में पंप करता है जो अंगों को नहलाते हैं, और दाब कम रहता है। बंद तंत्र (ऐनेलिड, सेफ़ैलोपोड, कशेरुकी) रक्त को वाहिकाओं में ऊँचे दाब पर रखता है, जिससे आपूर्ति तेज़ व समायोज्य होती है। कशेरुकी व मोलस्क हृदय पेशीजनित हैं, धड़कन स्वयं पेशी में उपजती है; हॉर्सशू केकड़े Limulus व डेकापोड क्रस्टेशियनों के हृदय तंत्रिकाजनित हैं, जिन्हें एक हृद् गुच्छिका चलाती है।

कशेरुकी हृदय
समूहकक्षपरिसंचरण व मुख्य लक्षण
मछलियाँ2: अलिंद व निलय, साथ में शिरा-कोटर तथा कोनस या बल्बसएकल: हृदय → क्लोम → देह → हृदय; हृदय से केवल विऑक्सीजनित रक्त गुज़रता है
उभयचर3: दो अलिंद, एक निलयदोहरा पर अपूर्ण; कोनस आर्टीरियोसस का सर्पिल कपाट धाराओं को आंशिक रूप से अलग करता है
छिपकली, साँप, कछुए3, निलय एक अपूर्ण पट से आंशिक रूप से विभाजितदोहरा पर अपूर्ण; गोते या श्वास रोकने के समय रक्त फुफ्फुसों से कतराकर भेजा जा सकता है
मगरमच्छ-वर्ग4दोहरा; पैनिज़ा रंध्र बाईं व दाईं महाधमनियों को जोड़ता है
पक्षी व स्तनधारी4पूर्ण दोहरा परिसंचरण; पक्षी दायाँ दैहिक चाप रखते हैं, स्तनधारी बायाँ

महाधमनी चाप अंतिम पंक्ति को समझाते हैं। छह भ्रूणीय जोड़ों में तीसरा कैरोटिड धमनियाँ बनाता है, चौथा दैहिक चाप (सरीसृपों में दोनों ओर, पक्षियों में दायाँ, स्तनधारियों में बायाँ) और छठा फुफ्फुसीय धमनियाँ, जिनका पृष्ठ भाग भ्रूणीय डक्टस आर्टीरियोसस है, जो जन्म के बाद बंद होकर लिगामेंटम आर्टीरियोसम बनता है।

स्तनधारी हृदय में SA पर्व गति निर्धारित करता है; आवेग अलिंदों पर फैलता है, AV पर्व पर विलंबित होता है ताकि निलय भर सकें, और हिस के बंडल व पर्किंजे तंतुओं से नीचे जाता है। ECG पर P तरंग अलिंद विध्रुवण, QRS निलय विध्रुवण और T निलय पुनर्ध्रुवण है। हृद् निर्गम Q = हृदय-दर × स्ट्रोक आयतन, और स्ट्रोक आयतन = अंत्य-अनुशिथिलन − अंत्य-प्रकुंचन आयतन; अधिक अनुशिथिलन-भराव अधिक प्रबल धड़कन देता है (फ़्रैंक–स्टार्लिंग नियम)। फ़िक सिद्धांत ऑक्सीजन ग्रहण से Q मापता है: Q = V̇O2 ÷ (CaO2 − CvO2), धमनी व मिश्रित शिरा (फुफ्फुसीय धमनी) रक्त से। V̇O2 = 280 mL min⁻¹, CaO2 = 200 mL L⁻¹ व CvO2 = 144 mL L⁻¹ पर Q = 280 ÷ 56 = 5 L min⁻¹। प्रवाह = दाब अंतर ÷ प्रतिरोध, और प्वाज़ॉय नियम से प्रतिरोध 1/r⁴ के अनुसार बदलता है, अतः धमनिका की त्रिज्या आधी होने पर प्रतिरोध 16 गुना हो जाता है; परिधीय प्रतिरोध धमनिकाएँ तय करती हैं।

⚠️ फ़िक सिद्धांत में इकाइयाँ
ऑक्सीजन मात्रा प्रायः प्रति dL दी जाती है; V̇O2 को उससे भाग देने से पहले 10 से गुणा कर mL प्रति L बनाएँ, अन्यथा हृद् निर्गम दस गुना बड़ा आता है। शिरा-नमूना मिश्रित शिरा रक्त का होना चाहिए, किसी एक अंग की शिरा का नहीं।

5. पाचन तंत्र: आहार नाल की रचना आहार के अनुरूप

स्पंज व प्रोटिस्ट खाद्य-धानियों के भीतर पचाते हैं; निडेरिया व चपटे कृमियों में एक छिद्र वाली थैलीनुमा आहार गुहा होती है; सूत्रकृमियों से आगे मुख व गुदा वाली पूर्ण आहार नाल एकदिशीय प्रक्रमण व क्षेत्रीय विशेषीकरण संभव करती है। पक्षी भोजन को अन्नपुट (क्रॉप) में संचित करते हैं, ग्रंथिल प्रोवेंट्रिकुलस में अम्ल व पेप्सिन स्रावित करते हैं और पेशीय पेषणी में कंकड़ों से भोजन पीसते हैं। समान आकार के मांसाहारियों की तुलना में शाकाहारियों की आहार नाल लंबी होती है: शाकाहारी टैडपोल की लंबी कुंडलित आँत कायांतरण में मांसाहारी मेंढक की छोटी आँत बन जाती है।

कोई कशेरुकी सेल्युलेज़ नहीं बनाता, अतः शाकाहारी ऐसे सूक्ष्मजीव पालते हैं जो बनाते हैं। मवेशी जैसे अग्रांत्र किण्वकों का आमाशय चार भागों का है: रूमेन, रेटिकुलम, ओमेसम और एबोमेसम, जो वास्तविक ग्रंथिल आमाशय है। रूमेन के सूक्ष्मजीव सेल्युलोस को लघु-शृंखला वसा अम्लों (ऐसीटेट, प्रोपियोनेट, ब्यूटिरेट) में किण्वित करते हैं, जो जुगाली करने वाले का मुख्य ऊर्जा स्रोत हैं, और स्वयं सूक्ष्मजीव आगे प्रोटीन के रूप में पचते हैं; निगला भोजन वापस लाकर फिर चबाया जाता है (जुगाली)। पश्चांत्र किण्वक (घोड़ा, खरगोश) छोटी आँत के आगे विस्तृत अंधनाल व कोलन में किण्वन करते हैं, अतः उनका सूक्ष्मजीवी प्रोटीन मल में नष्ट हो जाता; खरगोश अपनी नरम अंधनाल-गोलियाँ खाकर उसे वापस पाते हैं (सीकोट्रॉफ़ी)।

स्तनधारी में पाचन
स्थानस्राव व क्रियानियंत्रण
मुखलार: α-एमाइलेज़ मंड का पाचन आरंभ करता हैतंत्रिका प्रतिवर्त
आमाशयभित्तीय कोशिकाएँ: HCl व आंतरिक कारक; मुख्य कोशिकाएँ: पेप्सिनोजन, जो अम्ल व स्वयं पेप्सिन द्वारा पेप्सिन में सक्रिय होता हैगैस्ट्रिन (G कोशिकाएँ), वेगस
ग्रहणी: अग्न्याशयी रसबाइकार्बोनेट; ब्रश-बॉर्डर एंटेरोपेप्टिडेज़ से सक्रिय ट्रिप्सिनोजन, फिर ट्रिप्सिन काइमोट्रिप्सिनोजन व प्रोकार्बॉक्सीपेप्टिडेज़ को सक्रिय करता है; एमाइलेज़; कोलिपेज़ सहित लाइपेज़; न्यूक्लिएज़सीक्रेटिन (बाइकार्बोनेट), CCK (एंज़ाइम)
ग्रहणी: पित्तपित्त लवण वसा का पायसीकरण करते हैं व मिसेल बनाते हैं; पित्त में कोई पाचक एंज़ाइम नहींCCK पित्ताशय को संकुचित करता है
छोटी आँतब्रश-बॉर्डर डाइसैकेराइडेज़ (माल्टेज़, सुक्रेज़, लैक्टेज़), अमीनोपेप्टिडेज़, डाइपेप्टिडेज़स्थानीय

ग्लूकोस व गैलेक्टोस Na⁺ के साथ SGLT1 से आंत्र-कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं (द्वितीयक सक्रिय परिवहन, जिसे आधारपार्श्वी Na⁺/K⁺-ATPase ऊर्जा देता है), फ़्रक्टोस GLUT5 से सुसाध्य विसरण द्वारा, और तीनों GLUT2 से बाहर निकलते हैं। मुख द्वारा पुनर्जलीकरण विलयन इसीलिए काम करता है कि ग्लूकोस Na⁺ को भीतर खींचता है और जल उसके पीछे आता है। मिसेल से आए दीर्घ-शृंखला वसा अम्ल व मोनोग्लिसराइड पुनः एस्टरीकृत होकर काइलोमाइक्रॉन में बँधते हैं और निवाहिका रक्त में नहीं, लैक्टियल (लसीका) में जाते हैं। विटामिन B12 आंतरिक कारक के साथ अंतिम इलियम में अवशोषित होता है।

6. उत्सर्जन, परासरण-नियमन व वृक्काणु

नाइट्रोजनी अपशिष्ट
अपशिष्टगुणविशिष्ट उत्सर्जक
अमोनियाअति विषैला, अति विलेय; बहुत जल चाहिए; बनाने में कोई लागत नहींअधिकांश जलीय अकशेरुकी, अस्थिल मछलियाँ, टैडपोल
यूरियाकम विषैला, विलेय; यकृत में यूरिया (ऑर्निथीन) चक्र से ATP की लागत पर बनता हैस्तनधारी, वयस्क उभयचर, उपास्थिल मछलियाँ (जो इसे परासरी विलेय के रूप में रोके रखती हैं)
यूरिक अम्लन्यूनतम विषैला, लगभग अविलेय; अल्प जल के साथ लेई के रूप में निकलता हैपक्षी, अधिकांश सरीसृप, कीट, स्थलीय घोंघे; कवचयुक्त (क्लीडोइक) अंडे में बंद भ्रूण के अनुकूल

उत्सर्जी अंग मीठे जल के प्रोटिस्टों की संकुचनशील धानी से, जो जल बाहर उलीचती है, आरंभ होकर ज्वाला कोशिकाओं वाले प्रोटोनेफ़्रिडिया (चपटे कृमि), देहगुहा में खुलने वाले मेटानेफ़्रिडिया (ऐनेलिड), ऐंटेनी ग्रंथियों (क्रस्टेशियन) व मैल्पीघी नलिकाओं (कीट: वे K⁺ को अवकाशिका में स्रावित करती हैं, जल व अपशिष्ट पीछे आते हैं, और पश्चांत्र जल वापस लेता है जिससे यूरिक अम्ल अवक्षेपित होता है) से होते हुए कशेरुकी वृक्क तक जाते हैं। मीठे जल की टीलियोस्ट, जो अपने माध्यम से अधिक लवणीय है, जल ग्रहण करती है: वह जल नहीं पीती, प्रचुर तनु मूत्र बनाती है और क्लोमों पर आयन सक्रिय रूप से ग्रहण करती है। समुद्री टीलियोस्ट जल खोती है: वह समुद्री जल पीती है, क्लोम की क्लोराइड कोशिकाओं से लवण उत्सर्जित करती है और अल्प मूत्र बनाती है। शार्क रक्त में यूरिया व TMAO रोककर समुद्री जल से तनिक अतिपरासरी रहती हैं, और मलाशय ग्रंथि से NaCl स्रावित करती हैं। केवल पक्षी व स्तनधारी प्लाज़्मा से अतिपरासरी मूत्र बनाते हैं, क्योंकि केवल उनमें हेनले-पाश होते हैं।

वृक्काणु निस्यंदन, पुनरवशोषण व स्रवण करता है। शुद्ध निस्यंदन दाब = केशिकागुच्छ केशिका दाब − बोमन संपुट दाब − प्लाज़्मा ऑन्कोटिक दाब। समीपस्थ नलिका निस्यंदित Na⁺ व जल का लगभग दो-तिहाई समपरासरी रूप में, और सामान्यतः समस्त निस्यंदित ग्लूकोस व अमीनो अम्ल पुनरवशोषित करती है। पाश की अवरोही भुजा जल के लिए पारगम्य है; मोटी आरोही भुजा जल के लिए अपारगम्य है और Na⁺–K⁺–2Cl⁻ सहपरिवाहक से NaCl बाहर पंप करती है, जिसे फ़्यूरोसेमाइड जैसे पाश-मूत्रवर्धक अवरुद्ध करते हैं। यह प्रतिधारा गुणक मेड्यूला की परासरी प्रवणता बनाता है, और प्रतिधारा विनिमायक के रूप में कार्य करती वासा रेक्टा उसे बचाए रखती हैं। ADH संग्राहक नलिका में एक्वापोरिन-2 लगवाता है जिससे जल अतिपरासरी मेड्यूला में निकल जाता है और मूत्र सांद्र होता है; ऐल्डोस्टेरोन दूरस्थ वृक्काणु में Na⁺ पुनरवशोषण व K⁺ स्रवण बढ़ाता है। बहुत लंबे पाशों वाले मरुस्थलीय कृंतक अत्यंत सांद्र मूत्र बनाते हैं।

क्लियरेंस C = (U × V̇) ÷ P, प्लाज़्मा का वह आयतन है जो प्रति मिनट किसी पदार्थ से मुक्त होता है। इनुलिन मुक्त रूप से निस्यंदित होता है और न पुनरवशोषित होता है न स्रावित, अतः उसका क्लियरेंस GFR के बराबर है, वयस्क मनुष्य में लगभग 125 mL min⁻¹ (180 L प्रतिदिन)। PAH एक ही बार में लगभग पूर्णतः निस्यंदित व स्रावित हो जाता है, अतः उसका क्लियरेंस वृक्कीय प्लाज़्मा प्रवाह (लगभग 650 mL min⁻¹) का आकलन है, और निस्यंदन अंश GFR ÷ RPF लगभग 0.2 है। हल किया उदाहरण: इनुलिन U = 30 mg mL⁻¹, P = 0.25 mg mL⁻¹ व V̇ = 1 mL min⁻¹ से C = 30 × 1 ÷ 0.25 = 120 mL min⁻¹। किसी भी मुक्त निस्यंदित विलेय के लिए निस्यंदित भार = GFR × P; GFR से कम क्लियरेंस शुद्ध पुनरवशोषण दर्शाता है (ग्लूकोस का क्लियरेंस तब तक शून्य है जब तक उसका निस्यंदित भार परिवहन अधिकतम से न बढ़ जाए), उससे अधिक शुद्ध स्रवण।

मुख्य बिंदु

  • समजात अंगों का उद्गम एक है (पंचांगुली अग्रपाद), समवृत्ति अंगों का कार्य (कीट व पक्षी के पंख)। आकार बढ़ने पर आयतन की तुलना में पृष्ठ-क्षेत्रफल घटता है, और फ़िक का विसरण नियम बताता है कि बड़े प्राणियों को पतली, वलित विनिमय-सतहें, पंप व वाहिकाएँ क्यों चाहिए।
  • मछली के क्लोम प्रतिधारा, पक्षी के फुफ्फुस एकदिशीय व अनुप्रस्थ-धारा, स्तनधारी फुफ्फुस ज्वारीय हैं। कूपिकीय संवातन = (VT − VD) × f, अतः तीव्र उथली श्वास संवातन को मृत अवकाश में गँवाती है।
  • हीमोग्लोबिन O2 को सहकारी ढंग से बाँधता है; CO2, H⁺, ताप व 2,3-BPG वक्र को दाईं ओर खिसकाते हैं। O2 मात्रा = 1.34 × Hb × संतृप्ति + 0.003 × PO2, गुणांक बताकर; लगभग 70% CO2 बाइकार्बोनेट के रूप में चलती है।
  • मछलियों में दो-कक्षीय हृदय व एकल परिसंचरण; उभयचरों व अधिकांश सरीसृपों में अपूर्ण पृथक्करण सहित तीन कक्ष; मगरमच्छ-वर्ग, पक्षियों व स्तनधारियों में चार। चौथा चाप दैहिक चाप है, पक्षियों में दायाँ व स्तनधारियों में बायाँ। Q = HR × SV = V̇O2 ÷ (CaO2 − CvO2)।
  • आहार नाल की रचना आहार के अनुरूप है: जुगाली करने वाले एबोमेसम से पहले किण्वन करते हैं, घोड़े व खरगोश छोटी आँत के बाद। एंटेरोपेप्टिडेज़ ट्रिप्सिनोजन को और ट्रिप्सिन शेष को सक्रिय करता है; ग्लूकोस SGLT1 से, फ़्रक्टोस GLUT5 से प्रवेश करता है, और वसा काइलोमाइक्रॉन में लसीका को जाती है।
  • अमोनिया, यूरिया व यूरिक अम्ल जल की उपलब्धता के अनुरूप हैं। मोटी आरोही भुजा का NaCl पंप मेड्यूला की वह प्रवणता बनाता है जिसका उपयोग ADH करता है। C = UV/P; इनुलिन क्लियरेंस = GFR, PAH क्लियरेंस ≈ वृक्कीय प्लाज़्मा प्रवाह, और निस्यंदित भार − उत्सर्जित भार = पुनरवशोषित मात्रा।

अभ्यास प्रश्न (17)

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. चमगादड़ का पंख और तितली का पंख, दोनों फड़फड़ाती उड़ान में उत्थापन उत्पन्न करते हैं। इन दोनों पंखों का सही वर्गीकरण क्या है?

    1. समजात अंग, क्योंकि दोनों उड़ान में प्रयुक्त युग्मित उपांग हैं
    2. क्रमिक समजात अंग, क्योंकि दोनों देह-अक्ष के अनुदिश दोहराए जाते हैं
    3. समवृत्ति अंग, क्योंकि उनका कार्य एक है पर वे भिन्न संरचनाओं से उपजते हैं
    4. अवशेषी अंग, क्योंकि दोनों अपने पूर्वजों के पादों के ह्रासित रूप हैं
    उत्तर देखें

    उत्तर: C — समवृत्ति अंग, क्योंकि उनका कार्य एक है पर वे भिन्न संरचनाओं से उपजते हैं

    चमगादड़ का पंख रूपांतरित पंचांगुली अग्रपाद है, जबकि तितली का पंख देहभित्ति का उभार है जिसमें कोई कंकाली तत्व नहीं; अतः दोनों का कार्य एक है पर उद्गम साझा नहीं: यह समवृत्तिता है, अभिसारी विकास का परिणाम। उन्हें समजात कहना भ्रामक भूल है क्योंकि दोनों उड़ान-उपांग हैं, पर समजातता के लिए साझा पैतृक व भ्रूणीय उद्गम आवश्यक है। क्रमिक समजातता एक ही देह के दोहराए भागों से संबंधित है, और कोई भी पंख ह्रासित अवशेष नहीं है।

  2. कशेरुकी भ्रूण में महाधमनी चापों के छह जोड़े बनते हैं। वयस्क पक्षी की दैहिक महाधमनी किस चाप से विकसित होती है?

    1. बायाँ चौथा चाप, वही चाप जो स्तनधारी की दैहिक महाधमनी बनाता है
    2. दायाँ चौथा चाप
    3. दायाँ छठा चाप, जो फुफ्फुसीय धमनी भी बनाता है
    4. चापों का तीसरा जोड़ा, जो कैरोटिड धमनियाँ भी बनाता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — दायाँ चौथा चाप

    चौथा चाप दैहिक चाप बनाता है: पक्षी दायाँ रखते हैं, स्तनधारी बायाँ और सरीसृप दोनों। बायाँ चौथा चाप भ्रामक उत्तर है क्योंकि वह स्तनधारी स्थिति है। छठा चाप फुफ्फुसीय धमनियाँ व भ्रूणीय डक्टस आर्टीरियोसस बनाता है, और तीसरा कैरोटिड धमनियाँ।

  3. टीलियोस्ट की क्लोम-पटलिकाओं से निकलते रक्त का PO2 क्लोमों में प्रवेश करते जल के लगभग बराबर हो सकता है, जो ज्वारीय फुफ्फुस में संभव नहीं। कौन-सी व्यवस्था इसे संभव बनाती है?

    1. पटलिकाओं में रक्त जल के विपरीत बहता है, अतः ग्रहण के अनुकूल PO2 प्रवणता पूरी विनिमय-सतह पर बनी रहती है
    2. मछली के हीमोग्लोबिन की O2 बंधुता इतनी अधिक है कि वह प्राकृतिक जल के हर PO2 पर पूर्णतः संतृप्त हो जाता है
    3. जल में प्रति लीटर वायु से अधिक घुलित ऑक्सीजन होती है, अतः क्लोम-सतह को कभी ऑक्सीजन की कमी नहीं होती
    4. प्रच्छद पंप क्लोमों को ज्वारीय ढंग से संवातित करता है, अतः जल का हर आयतन रक्त के संपर्क में अधिक देर रहता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — पटलिकाओं में रक्त जल के विपरीत बहता है, अतः ग्रहण के अनुकूल PO2 प्रवणता पूरी विनिमय-सतह पर बनी रहती है

    प्रतिधारा विनिमय में पटलिका से निकलने वाला रक्त सबसे ताज़े, सर्वाधिक ऑक्सीजन-समृद्ध जल से मिलता है, अतः हर बिंदु पर जल रक्त से अधिक समृद्ध रहता है और ग्रहण पूरी लंबाई पर चलता रहता है; रक्त का PO2 आने वाले जल के PO2 के निकट पहुँच सकता है। जल में वायु से कहीं कम ऑक्सीजन होती है, अधिक नहीं, और मछली का संवातन एकदिशीय है, ज्वारीय नहीं। केवल उच्च हीमोग्लोबिन बंधुता रक्त का PO2 उस जल से ऊपर नहीं ले जा सकती जिससे वह मिलता है; एक ही दिशा के प्रवाह में दोनों धाराएँ केवल किसी मध्यवर्ती मान पर साम्य में आतीं।

  4. पक्षियों में धमनी रक्त का PO2 फुफ्फुस से निकलती वायु के PO2 से अधिक हो सकता है, जो स्तनधारियों में नहीं होता। पक्षी श्वसन तंत्र का कौन-सा लक्षण इसका कारण है?

    1. वायुकोष प्रचुर रक्त-वाहिकायुक्त हैं और फुफ्फुस ऊतक के साथ श्रेणी में रखे दूसरे गैस-विनिमय स्थल का काम करते हैं
    2. वायु दृढ़ परश्वसनिकाओं में एक दिशा में बहती है, और केशिकाएँ उस वायुधारा को उसकी लंबाई पर अनेक बिंदुओं पर काटती हैं
    3. पक्षियों की कूपिकाएँ स्तनधारी कूपिकाओं से कहीं छोटी हैं, जिससे प्रति ग्राम फुफ्फुस विनिमय-सतह बहुत बड़ी होती है
    4. एक सशक्त पेशीय डायाफ्राम अधिक ऋणात्मक दाब बनाता है, जिससे अधिक ताज़ी वायु कूपिकाओं तक पहुँचती है
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    उत्तर: B — वायु दृढ़ परश्वसनिकाओं में एक दिशा में बहती है, और केशिकाएँ उस वायुधारा को उसकी लंबाई पर अनेक बिंदुओं पर काटती हैं

    परश्वसनिका फुफ्फुस अनुप्रस्थ-धारा विनिमायक है: वायु हर परश्वसनिका में एक दिशा में चलती है और अनेक केशिकाएँ बारी-बारी से उससे ग्रहण करती हैं, अतः वायु-प्रवेश के निकट की केशिकाओं से मिला रक्त अंत में निःश्वसित क्षीण वायु से अधिक PO2 रखता है। वायुकोष अल्प रक्त-वाहिकायुक्त धौंकनी हैं जो गैस-विनिमय नहीं करते, जिससे भ्रामक वायुकोष-विकल्प खारिज होता है; पक्षियों में न कूपिकाएँ हैं न पेशीय डायाफ्राम।

  5. एक व्यक्ति 10 श्वास प्रति मिनट पर 600 mL ज्वारीय आयतन से श्वास लेता है और फिर 20 श्वास प्रति मिनट पर 300 mL पर आ जाता है। शारीरिक मृत अवकाश 150 mL ही रहता है। कूपिकीय संवातन कितने mL प्रति मिनट घटता है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 1500

    V̇A = (VT − VD) × f। पहले: (600 − 150) × 10 = 4,500 mL min⁻¹। बाद में: (300 − 150) × 20 = 3,000 mL min⁻¹। गिरावट 1,500 mL min⁻¹ है, यद्यपि दोनों स्थितियों में मिनट संवातन 6,000 mL min⁻¹ है: हर उथली श्वास का बड़ा भाग मृत अवकाश ले लेता है।

  6. एक निलय का अंत्य-अनुशिथिलन आयतन 130 mL व अंत्य-प्रकुंचन आयतन 58 mL है, और हृदय-दर 70 धड़कन प्रति मिनट है। हृद् निर्गम कितने L प्रति मिनट है? उत्तर दो दशमलव स्थानों तक दें।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 5.04

    स्ट्रोक आयतन = 130 − 58 = 72 mL। हृद् निर्गम = 72 mL × 70 min⁻¹ = 5,040 mL min⁻¹ = 5.04 L min⁻¹। निष्कासन अंश, 72 ÷ 130, लगभग 55% है।

  7. हृद् कैथेटरीकरण के समय एक रोगी की ऑक्सीजन खपत 260 mL प्रति मिनट है। हीमोग्लोबिन 15 g/dL, धमनी संतृप्ति 98% और मिश्रित शिरा (फुफ्फुसीय धमनी) संतृप्ति 73% है। प्रति ग्राम हीमोग्लोबिन 1.34 mL O2 लें और घुलित ऑक्सीजन की उपेक्षा करें। फ़िक सिद्धांत से हृद् निर्गम कितने L प्रति मिनट है? उत्तर दो दशमलव स्थानों तक दें।

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 5.17

    धमनी-शिरा O2 अंतर = 1.34 × 15 × (0.98 − 0.73) = 20.1 × 0.25 = 5.025 mL प्रति dL = 50.25 mL प्रति L। हृद् निर्गम = V̇O2 ÷ (CaO2 − CvO2) = 260 ÷ 50.25 = 5.174 L min⁻¹, जो दो दशमलव स्थानों तक 5.17 है। प्रति dL को प्रति L में न बदलने पर उत्तर दस गुना बड़ा आता है।

  8. कौन-सा परिवर्तन ऑक्सीजन–हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र को बाईं ओर खिसकाता है, अर्थात हीमोग्लोबिन की O2 बंधुता बढ़ाता है?

    1. ऊँचाई पर कई सप्ताह में लाल कोशिकाओं के 2,3-बिसफ़ॉस्फ़ोग्लिसरेट की वृद्धि
    2. कार्यरत कंकाल पेशी से गुज़रते रक्त के ताप में वृद्धि
    3. फुफ्फुसों से गुज़रते रक्त में PCO2 का घटना और pH का बढ़ना
    4. व्यायामरत पेशी से निकले लैक्टिक अम्ल के कारण H⁺ सांद्रता में वृद्धि
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    उत्तर: C — फुफ्फुसों से गुज़रते रक्त में PCO2 का घटना और pH का बढ़ना

    फुफ्फुस केशिकाओं में CO2 के निकलने और परिणामी pH वृद्धि से वक्र बाईं ओर खिसकता है (उलटा बोर प्रभाव), जो हीमोग्लोबिन को O2 लादने में सहायता देता है। बढ़ा 2,3-BPG, ताप व H⁺ सभी वक्र को दाईं ओर खिसकाते हैं और O2 मुक्त होने के पक्ष में हैं। 2,3-BPG वाला विकल्प भ्रामक है क्योंकि ऊँचाई-अनुकूलन O2 ग्रहण में लाभ जैसा लगता है, पर 2,3-BPG बंधुता घटाता है।

  9. परिसंचरण तंत्रों के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. टीलियोस्ट मछली में हृदय से केवल विऑक्सीजनित रक्त गुज़रता है
    2. कीटों में बंद परिसंचरण तंत्र है जिसमें अधिकांश ऑक्सीजन हीमोलिम्फ ढोता है
    3. मगरमच्छ-वर्ग का निलय पूर्णतः विभाजित है, फिर भी पैनिज़ा रंध्र से रक्त बाईं व दाईं महाधमनियों के बीच जा सकता है
    4. स्तनधारियों में दायाँ चौथा महाधमनी चाप दैहिक महाधमनी बनाता है, जैसे पक्षियों में
    उत्तर देखें

    उत्तर: A — टीलियोस्ट मछली में हृदय से केवल विऑक्सीजनित रक्त गुज़रता है; C — मगरमच्छ-वर्ग का निलय पूर्णतः विभाजित है, फिर भी पैनिज़ा रंध्र से रक्त बाईं व दाईं महाधमनियों के बीच जा सकता है

    मछली का हृदय शिरा-रक्त ग्रहण कर उसे क्लोमों को पंप करता है, अतः उसमें केवल विऑक्सीजनित रक्त रहता है। मगरमच्छ-वर्ग में चार कक्ष हैं, और पैनिज़ा रंध्र निलयों के बाहर दोनों महाधमनियों को जोड़ता है। कीटों में खुला तंत्र है जिसमें ऑक्सीजन हीमोलिम्फ नहीं, श्वासनलिकाएँ पहुँचाती हैं। स्तनधारी बायाँ चौथा चाप रखते हैं; दायाँ पक्षियों में बचता है।

  10. गाय में आमाशय का कौन-सा भाग हाइड्रोक्लोरिक अम्ल व पेप्सिनोजन स्रावित करता है, और सरल आमाशय वाले स्तनधारी के आमाशय की तरह काम करता है?

    1. रूमेन
    2. रेटिकुलम
    3. ओमेसम
    4. एबोमेसम
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    उत्तर: D — एबोमेसम

    एबोमेसम वास्तविक ग्रंथिल आमाशय है। रूमेन, रेटिकुलम व ओमेसम अग्रंथिल कक्ष हैं जो सूक्ष्मजीवी किण्वन, कणों की छँटाई तथा जल व वसा अम्लों के अवशोषण का काम करते हैं। रूमेन भ्रामक उत्तर है क्योंकि वह सबसे बड़ा व व्यस्त कक्ष है, पर उसका कार्य किण्वन है, अम्ल-पेप्सिन पाचन नहीं।

  11. एक शिशु ग्रहणी के ब्रश-बॉर्डर में क्रियाशील एंटेरोपेप्टिडेज़ (एंटेरोकाइनेज़) के बिना जन्म लेता है। कौन-सा पाचन दोष प्राथमिक होने की अपेक्षा है?

    1. अग्न्याशयी प्रोटिएज़ निष्क्रिय ज़ाइमोजन बने रहते हैं, अतः छोटी आँत में प्रोटीन पाचन अधिकांशतः विफल होता है
    2. पेप्सिनोजन पेप्सिन में नहीं बदलता, अतः आमाशय में प्रोटीन पाचन विफल होता है जबकि आँत में सामान्य रहता है
    3. पित्त लवण वसा का पायसीकरण नहीं कर पाते, अतः मल में वसा आती है जबकि प्रोटीन सामान्य रूप से पचता है
    4. ग्लूकोस Na⁺ के साथ आंत्र-कोशिकाओं में सहपरिवहित नहीं हो पाता, अतः कार्बोहाइड्रेट मल में नष्ट होता है
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    उत्तर: A — अग्न्याशयी प्रोटिएज़ निष्क्रिय ज़ाइमोजन बने रहते हैं, अतः छोटी आँत में प्रोटीन पाचन अधिकांशतः विफल होता है

    एंटेरोपेप्टिडेज़ ट्रिप्सिनोजन को ट्रिप्सिन में काटता है, और ट्रिप्सिन फिर काइमोट्रिप्सिनोजन, प्रोकार्बॉक्सीपेप्टिडेज़ व अन्य अग्न्याशयी ज़ाइमोजनों को सक्रिय करता है; उसके बिना आंत्रीय प्रोटीन पाचन ढह जाता है। पेप्सिनोजन आमाशयी अम्ल व स्वयं पेप्सिन से सक्रिय होता है, एंटेरोपेप्टिडेज़ से नहीं, अतः पेप्सिनोजन वाला विकल्प दो ज़ाइमोजन चरणों को उलझाता है। पित्त लवणों का पायसीकरण और SGLT1 द्वारा Na⁺–ग्लूकोस सहपरिवहन एंटेरोपेप्टिडेज़ पर निर्भर नहीं।

  12. स्तनधारी छोटी आँत में अवशोषण के बारे में निम्नलिखित में से कौन-से कथन सही हैं?

    1. दीर्घ-शृंखला वसा अम्ल आंत्र-कोशिकाओं से मुक्त वसा अम्लों के रूप में सीधे यकृत निवाहिका रक्त में जाते हैं
    2. ग्लूकोस Na⁺ के साथ SGLT1 से आंत्र-कोशिकाओं में प्रवेश करता है, उस Na⁺ प्रवणता से चालित जिसे आधारपार्श्वी Na⁺/K⁺-ATPase बनाए रखता है
    3. पित्त एक लाइपेज़ देता है जो आहार के अधिकांश ट्राइग्लिसराइड का जल-अपघटन करता है
    4. फ़्रक्टोस GLUT5 से सुसाध्य विसरण द्वारा शीर्ष झिल्ली पार करता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: B — ग्लूकोस Na⁺ के साथ SGLT1 से आंत्र-कोशिकाओं में प्रवेश करता है, उस Na⁺ प्रवणता से चालित जिसे आधारपार्श्वी Na⁺/K⁺-ATPase बनाए रखता है; D — फ़्रक्टोस GLUT5 से सुसाध्य विसरण द्वारा शीर्ष झिल्ली पार करता है

    SGLT1 द्वितीयक सक्रिय Na⁺–ग्लूकोस सहपरिवाहक है और GLUT5 फ़्रक्टोस को सुसाध्य विसरण से ले जाता है। दीर्घ-शृंखला वसा अम्ल पुनः एस्टरीकृत होकर काइलोमाइक्रॉन में लैक्टियलों से निकलते हैं, निवाहिका शिरा से नहीं, और पित्त में पित्त लवण हैं पर लाइपेज़ नहीं; लाइपेज़ अग्न्याशयी है।

  13. पक्षी व अधिकांश सरीसृप अपना नाइट्रोजन मुख्यतः यूरिक अम्ल के रूप में उत्सर्जित करते हैं। इसकी सबसे अच्छी व्याख्या कौन-सी है?

    1. यूरिक अम्ल सर्वाधिक जल-विलेय नाइट्रोजनी अपशिष्ट है, अतः बहुत कम जल में बहाया जा सकता है
    2. यूरिक अम्ल बिना ऊर्जा-लागत के बनता है, यूरिया के विपरीत, जिसे ATP खपाने वाला यूरिया चक्र चाहिए
    3. उनका आहार प्यूरीनों से इतना समृद्ध है कि नाइट्रोजन का स्रोत कुछ भी हो, यूरिक अम्ल संचित होता है
    4. उनके भ्रूण कवचयुक्त अंडों में बंद विकसित होते हैं, जहाँ अविलेय, अल्प-विषैला अपशिष्ट बिना जल के संचित हो सकता है
    उत्तर देखें

    उत्तर: D — उनके भ्रूण कवचयुक्त अंडों में बंद विकसित होते हैं, जहाँ अविलेय, अल्प-विषैला अपशिष्ट बिना जल के संचित हो सकता है

    यूरिक अम्ल लगभग अविलेय व अल्प-विषैला है, अतः क्लीडोइक अंडे के भीतर हानिरहित ढंग से अवक्षेपित होता है और वयस्क से लेई के रूप में निकलता है, जिससे जल बचता है। यह सबसे कम विलेय नाइट्रोजनी अपशिष्ट है, सबसे अधिक नहीं, और इसे बनाने में अमोनिया से अधिक ऊर्जा लगती है, शून्य नहीं। आहार यूरिकोत्सर्जन की व्याख्या नहीं करता, जो शाकाहारी पक्षियों व सरीसृपों में भी मिलता है।

  14. एक समुद्री टीलियोस्ट मछली ऐसे समुद्री जल में रहती है जो उसके देह-द्रवों से अधिक सांद्र है। जल व लवण संतुलन बनाए रखने हेतु वह निम्नलिखित में से क्या करती है?

    1. परासरण से खोए जल की पूर्ति हेतु वह समुद्री जल पीती है
    2. वह बड़ी मात्रा में तनु मूत्र बनाती है
    3. वह क्लोमों की क्लोराइड कोशिकाओं से एकसंयोजी आयनों का सक्रिय उत्सर्जन करती है
    4. वह समुद्री जल से तनिक अतिपरासरी होने हेतु रक्त में यूरिया व TMAO रोके रखती है
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    उत्तर: A — परासरण से खोए जल की पूर्ति हेतु वह समुद्री जल पीती है; C — वह क्लोमों की क्लोराइड कोशिकाओं से एकसंयोजी आयनों का सक्रिय उत्सर्जन करती है

    समुद्री जल से अल्पपरासरी होने के कारण समुद्री टीलियोस्ट क्लोमों से जल खोती है; वह समुद्री जल पीती है, अतिरिक्त NaCl को क्लोम की क्लोराइड कोशिकाओं से उत्सर्जित करती है और अल्प मात्रा में मूत्र बनाती है। प्रचुर तनु मूत्र मीठे जल की रणनीति है, और यूरिया व TMAO रोके रखना शार्क व रे मछलियों की रणनीति है।

  15. स्थिर इनुलिन अंतःक्षेपण के दौरान प्लाज़्मा इनुलिन 0.30 mg प्रति mL, मूत्र इनुलिन 36 mg प्रति mL और मूत्र प्रवाह 1.2 mL प्रति मिनट है। केशिकागुच्छीय निस्यंदन दर कितने mL प्रति मिनट है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 144

    इनुलिन मुक्त रूप से निस्यंदित होता है और न पुनरवशोषित होता है न स्रावित, अतः उसका क्लियरेंस GFR के बराबर है: C = U × V̇ ÷ P = 36 × 1.2 ÷ 0.30 = 43.2 ÷ 0.30 = 144 mL min⁻¹।

  16. एक विलेय केशिकागुच्छ पर मुक्त रूप से निस्यंदित होता है और नलिकाएँ उसे स्रावित नहीं करतीं। GFR 125 mL प्रति मिनट, विलेय की प्लाज़्मा सांद्रता 2 mg प्रति mL, मूत्र सांद्रता 20 mg प्रति mL और मूत्र प्रवाह 2 mL प्रति मिनट है। निस्यंदित विलेय का कितना प्रतिशत पुनरवशोषित होता है?

    संख्यात्मक उत्तर — मान टाइप करें।

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    उत्तर: 84

    निस्यंदित भार = GFR × P = 125 × 2 = 250 mg min⁻¹। उत्सर्जित भार = U × V̇ = 20 × 2 = 40 mg min⁻¹। पुनरवशोषित = 250 − 40 = 210 mg min⁻¹, जो निस्यंदित भार का 210 ÷ 250 = 84% है। समतुल्य रूप से विलेय का क्लियरेंस 20 × 2 ÷ 2 = 20 mL min⁻¹ है, GFR का 16%, अतः 84% पुनरवशोषित होता है।

  17. एक औषधि हेनले-पाश की मोटी आरोही भुजा के Na⁺–K⁺–2Cl⁻ सहपरिवाहक को अवरुद्ध करती है। परिसंचारी ADH ऊँचा होने पर भी वृक्क अब प्रबल सांद्र मूत्र नहीं बना पाता। क्यों?

    1. औषधि ADH द्वारा लगाए एक्वापोरिन-2 चैनलों को भी अवरुद्ध करती है, अतः जल संग्राहक नलिका से निकल ही नहीं पाता
    2. औषधि समीपस्थ नलिका में ग्लूकोस पुनरवशोषण रोकती है, और अवकाशिका में बचा ग्लूकोस परासरण से जल रोके रखता है
    3. आरोही भुजा से NaCl परिवहन के बिना मेड्यूला की प्रवणता ढह जाती है, और कोई अतिपरासरी अंतराकाश नहीं बचता
    4. औषधि केशिकागुच्छीय निस्यंदन दर इतनी घटा देती है कि सांद्रण हेतु संग्राहक नलिका तक बहुत कम निस्यंद पहुँचता है
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    उत्तर: C — आरोही भुजा से NaCl परिवहन के बिना मेड्यूला की प्रवणता ढह जाती है, और कोई अतिपरासरी अंतराकाश नहीं बचता

    मोटी आरोही भुजा का NaCl पंपन वह एकल प्रभाव है जिसे प्रतिधारा गुणक मेड्यूला की प्रवणता में प्रवर्धित करता है। उसे रोकें तो मेड्यूला लगभग समपरासरी हो जाता है, अतः ADH द्वारा पूर्णतः जल-पारगम्य बनी संग्राहक नलिकाएँ भी मूत्र सांद्र नहीं कर पातीं; फ़्यूरोसेमाइड जैसे पाश-मूत्रवर्धक इसी प्रकार कार्य करते हैं। एक्वापोरिन वाला विकल्प भ्रामक है, पर सहपरिवाहक अवरोधक ADH-निर्भर जल चैनलों को अक्षत छोड़ता है: समस्या प्रवणता का अभाव है, चैनलों का नहीं।