रक्ताभिसरण संस्था (Circulatory System)
रक्ताभिसरण संस्था म्हणजे काय?
ही अशी संस्था आहे जी शरीरातील प्रत्येक पेशीपर्यंत रक्त, ऑक्सिजन आणि पोषक तत्वे पोहोचवते आणि तेथून कार्बन डायऑक्साइड व इतर टाकाऊ पदार्थ गोळा करून परत आणते.
यात मुख्यत्वे हृदय, रक्त आणि रक्तवाहिन्या यांचा समावेश होतो.
रक्ताभिसरण संस्थेचे मुख्य घटक
१. रक्त (Blood)
रक्त हे एक द्रव संयोजी ऊतक आहे.
ते चवीला किंचित खारट आणि अल्कधर्मी (alkaline) असते.
रक्ताचा सामू (pH) साधारणपणे ७.३५ ते ७.४५ असतो.
एका निरोगी प्रौढ व्यक्तीच्या शरीरात सुमारे ५ ते ६ लिटर रक्त असते.
रक्ताचे मुख्य घटक:
अ) रक्तद्रव (Plasma):
हा रक्ताचा फिकट पिवळसर रंगाचा, द्रव भाग आहे.
रक्तामध्ये सुमारे ५५% रक्तद्रव असते.
रक्तद्रवामध्ये सुमारे ९०-९२% पाणी, ६-८% प्रथिने (जसे की अल्ब्युमिन, ग्लोब्युलिन, फायब्रिनोजेन) आणि १-२% इतर घटक (जसे की क्षार, ग्लुकोज, जीवनसत्त्वे, संप्रेरके, टाकाऊ पदार्थ) असतात.
कार्य: पोषक तत्वे, संप्रेरके, आणि टाकाऊ पदार्थ (युरिया) यांचे वहन करणे. शरीराचे तापमान नियंत्रित ठेवणे.
ब) रक्तपेशी (Blood Cells):
रक्तामध्ये सुमारे ४५% रक्तपेशी असतात. यांचे तीन मुख्य प्रकार आहेत:
१. तांबड्या रक्तपेशी (Red Blood Cells - RBCs):
यांना 'एरिथ्रोसाइट्स' (Erythrocytes) असेही म्हणतात.
त्यांचा आकार गोलाकार, द्विवक्र (biconcave) असतो.
या पेशींमध्ये केंद्रक नसते, त्यामुळे त्या जास्त ऑक्सिजन वाहून नेऊ शकतात.
त्यांच्यामध्ये 'हिमोग्लोबिन' (Hemoglobin) नावाचे लोहयुक्त प्रथिन असते.
हिमोग्लोबिनचे कार्य: फुफ्फुसातून ऑक्सिजन (O2) घेणे आणि तो शरीराच्या सर्व पेशींना पुरवणे. तसेच पेशींकडून कार्बन डायऑक्साइड (CO2) फुफ्फुसापर्यंत परत आणणे.
हिमोग्लोबिनमुळे रक्ताला लाल रंग प्राप्त होतो.
आयुर्मान: RBCs चे आयुष्य सुमारे १२० दिवसांचे असते.
निर्मिती: अस्थिमज्जा (Bone Marrow) मध्ये यांची निर्मिती होते.
अ‍ॅनिमिया (रक्तक्षय): रक्तातील हिमोग्लोबिन किंवा RBCs ची संख्या कमी झाल्यास 'अ‍ॅनिमिया' हा आजार होतो.
२. पांढऱ्या रक्तपेशी (White Blood Cells - WBCs):
यांना 'ल्युकोसाइट्स' (Leukocytes) असेही म्हणतात.
या अनियमित आकाराच्या आणि केंद्रकयुक्त पेशी असतात.
रक्तातील त्यांचे प्रमाण RBCs पेक्षा खूप कमी असते.
कार्य: शरीराची रोगप्रतिकारशक्ती (Immunity) वाढवणे. या पेशी शरीरात प्रवेश करणाऱ्या जिवाणू, विषाणू आणि इतर परकीय घटकांशी लढतात. म्हणून त्यांना 'सैनिक पेशी' (Soldier cells) म्हणतात.
निर्मिती: अस्थिमज्जा (Bone Marrow) मध्ये.
प्रकार: यांचे मुख्य ५ प्रकार आहेत:
न्यूट्रोफिल्स (Neutrophils): जिवाणूंचा नाश करणे.
इओसिनोफिल्स (Eosinophils): ऍलर्जी आणि परजीवी संसर्गाविरुद्ध काम करणे.
बॅसोफिल्स (Basophils): हिस्टामाइन (सूज निर्माण करणारा घटक) स्राव करणे.
लिम्फोसाइट्स (Lymphocytes): अँटीबॉडीज (प्रतिपिंडे) तयार करणे (B-लिम्फोसाइट्स) आणि संसर्गित पेशींचा नाश करणे (T-लिम्फोसाइट्स).
मोनोसाइट्स (Monocytes): मोठ्या जिवाणूंचा आणि मृत पेशींचा नाश करणे (भक्षक पेशी).
३. रक्तबिंबिका (Platelets):
यांना 'थ्रोम्बोसाइट्स' (Thrombocytes) असेही म्हणतात.
या अत्यंत लहान आणि अनियमित आकाराच्या पेशी असतात.
त्यांच्यातही केंद्रक नसते.
कार्य: रक्त गोठण्याची क्रिया (Blood Clotting) करणे.
जखम झाल्यास, रक्तबिंबिका तेथे एकत्र येऊन एक जाळे तयार करतात (फायब्रिनच्या मदतीने) आणि रक्तस्त्राव थांबवतात.
या क्रियेसाठी 'जीवनसत्व K' (Vitamin K) आवश्यक असते.
२. हृदय (Heart)
हृदय हा रक्ताभिसरण संस्थेचा मुख्य पंप (Motor) आहे.
हा एक स्नायूंनी बनलेला अवयव आहे.
स्थान: छातीच्या पिंजऱ्यात, दोन फुफ्फुसांच्या मध्ये, किंचित डावीकडे झुकलेले असते.
आकार: साधारणतः स्वतःच्या मुठीएवढा.
आवरण: हृदयाभोवती 'पेरिकार्डियम' (Pericardium) नावाचे दुहेरी संरक्षक आवरण असते.
स्नायू: हृदयाचे स्नायू 'हृद्‌स्नायू' (Cardiac Muscles) या विशेष प्रकारच्या अनैच्छिक (Involuntary) स्नायूंनी बनलेले असतात.
हृदयाची रचना (Structure):
मानवी हृदय चार कप्प्यांचे (Four Chambers) बनलेले असते.
वरचे दोन कप्पे (अलिंद - Atria):
उजवे अलिंद (Right Atrium): शरीराकडून आलेले अशुद्ध (ऑक्सिजनविरहित) रक्त स्वीकारते.
डावे अलिंद (Left Atrium): फुफ्फुसांकडून आलेले शुद्ध (ऑक्सिजनयुक्त) रक्त स्वीकारते.
खालचे दोन कप्पे (निलय - Ventricles):
उजवे निलय (Right Ventricle): रक्त शुद्धीकरणासाठी फुफ्फुसांकडे पंप करते.
डावे निलय (Left Ventricle): शुद्ध रक्त संपूर्ण शरीराकडे पंप करते. (डाव्या निलयाची भिंत सर्वात जाड असते).
झडपा (Valves):
हृदयात रक्ताचा प्रवाह एकाच दिशेने ठेवण्यासाठी झडपा असतात.
उजवे अलिंद व उजवे निलय यांच्यात: त्रिदली झडप (Tricuspid Valve).
डावे अलिंद व डावे निलय यांच्यात: द्विदली/मिट्रल झडप (Bicuspid/Mitral Valve).
महाधमनी आणि फुफ्फुस धमनीच्या सुरुवातीलाही अर्धचंद्राकृती झडपा (Semilunar Valves) असतात.
हृदयाचे कार्य (Working):
हृदय 'सिस्टोल' (Systole - आकुंचन) आणि 'डायस्टोल' (Diastole - प्रसरण) या क्रियांनी रक्ताचा पंपिंग करते.
सिस्टोल: जेव्हा निलय (Ventricles) आकुंचन पावतात आणि रक्त धमन्यांमध्ये ढकलतात.
डायस्टोल: जेव्हा निलय प्रसरण पावतात आणि अलिंदातून (Atria) रक्त स्वीकारतात.
हृदयाचे ठोके (Heartbeat): एका सिस्टोल आणि एका डायस्टोल मिळून एक ठोका पूर्ण होतो. निरोगी माणसाचे हृदय मिनिटाला सरासरी ७२ वेळा धडकते.
दुहेरी रक्ताभिसरण (Double Circulation):
मानवी शरीरात रक्त हृदयामधून दोनदा फिरते, म्हणून याला 'दुहेरी रक्ताभिसरण' म्हणतात.
१. फुफ्फुस रक्ताभिसरण (Pulmonary Circulation):
उजव्या निलयातून -> फुफ्फुस धमनी (Pulmonary Artery) -> फुफ्फुसे (येथे रक्त शुद्ध होते) -> फुफ्फुस शीर (Pulmonary Vein) -> डावे अलिंद.
(येथे फुफ्फुस धमनी ही एकमेव धमनी आहे जी अशुद्ध रक्त वाहते).
२. संस्थायी/शारीरिक रक्ताभिसरण (Systemic Circulation):
डाव्या निलयातून -> महाधमनी (Aorta) -> संपूर्ण शरीर (पेशींना ऑक्सिजन पुरवठा) -> महाशीर (Vena Cava) -> उजवे अलिंद.
(येथे फुफ्फुस शीर ही एकमेव शीर आहे जी शुद्ध रक्त वाहते).
३. रक्तवाहिन्या (Blood Vessels)
या बंद नळ्या असतात ज्यातून रक्त संपूर्ण शरीरात फिरते. यांचे तीन प्रकार आहेत:
१. धमन्या (Arteries - रोहिणी):
कार्य: हृदयापासून शरीराच्या विविध भागांकडे रक्त वाहून नेतात.
या शुद्ध (ऑक्सिजनयुक्त) रक्त वाहतात.
अपवाद: फुफ्फुस धमनी (Pulmonary Artery), जी अशुद्ध रक्त हृदयाकडून फुफ्फुसांकडे नेते.
रचना: यांच्या भिंती जाड आणि लवचिक असतात, कारण रक्त जास्त दाबाने वाहात असते.
यांना झडपा नसतात (अपवाद: हृदयाजवळील झडपा).
२. शिरा (Veins - नीला):
कार्य: शरीराच्या विविध भागांकडून हृदयाकडे रक्त वाहून आणतात.
या अशुद्ध (ऑक्सिजनविरहित) रक्त वाहतात.
अपवाद: फुफ्फुस शीर (Pulmonary Vein), जी शुद्ध रक्त फुफ्फुसांकडून हृदयाकडे आणते.
रचना: यांच्या भिंती धमन्यांपेक्षा पातळ असतात, कारण रक्त कमी दाबाने वाहात असते.
यांच्यामध्ये रक्ताचा प्रवाह उलट दिशेने जाऊ नये म्हणून 'झडपा' (Valves) असतात.
३. केशवाहिन्या (Capillaries - रक्तकेशिका):
या अत्यंत सूक्ष्म रक्तवाहिन्या असतात.
या धमन्या आणि शिरा यांना जोडणारा दुवा आहेत.
यांची भिंत एकाच पेशीच्या थराने बनलेली असते.
कार्य: केशवाहिन्यांच्या पातळ भिंतींमधूनच रक्त आणि पेशी यांच्यात ऑक्सिजन, पोषक तत्वे, कार्बन डायऑक्साइड आणि टाकाऊ पदार्थ यांची देवाणघेवाण होते.
रक्तदाब (Blood Pressure)
रक्तवाहिन्यांमधून वाहताना रक्ताचा रक्तवाहिन्यांच्या भिंतींवर जो दाब पडतो, त्याला 'रक्तदाब' म्हणतात.
हे मोजण्यासाठी 'स्फिग्मोमॅनोमीटर' (Sphygmomanometer) नावाचे उपकरण वापरतात.
रक्तदाब दोन आकड्यांमध्ये मोजतात (उदा. १२०/८० मि.मी. Hg).
सिस्टोलिक दाब (Systolic Pressure - १२०): हृदयाच्या आकुंचनामुळे (Systole) निर्माण होणारा जास्त दाब.
डायस्टोलिक दाब (Diastolic Pressure - ८०): हृदयाच्या प्रसरणामुळे (Diastole) निर्माण होणारा कमी दाब.
उच्च रक्तदाब (Hypertension): जेव्हा रक्तदाब सामान्यपेक्षा जास्त असतो.
कमी रक्तदाब (Hypotension): जेव्हा रक्तदाब सामान्यपेक्षा कमी असतो.
रक्तगट (Blood Groups)
शोध: कार्ल लँडस्टायनर (Karl Landsteiner) यांनी १९०० साली रक्तगटांचा शोध लावला.
आधार: RBCs च्या पृष्ठभागावर असणाऱ्या 'अँटिजेन' (Antigen - प्रतिजन) आणि रक्तद्रवातील 'अँटीबॉडी' (Antibody - प्रतिपिंड) यांच्या आधारावर रक्तगट ठरतात.
ABO रक्तगट प्रणाली:
A रक्तगट: अँटिजेन 'A' आणि अँटीबॉडी 'b'.
B रक्तगट: अँटिजेन 'B' आणि अँटीबॉडी 'a'.
AB रक्तगट: अँटिजेन 'A' आणि 'B' दोन्ही, पण अँटीबॉडी नसतात. (म्हणून 'सर्वग्राही' - Universal Recipient).
O रक्तगट: अँटिजेन नसतात, पण अँटीबॉडी 'a' आणि 'b' दोन्ही असतात. (म्हणून 'सर्वदाता' - Universal Donor).
Rh फॅक्टर (Rhesus Factor):
हा पण RBCs वर आढळणारा एक प्रकारचा अँटिजेन आहे.
ज्यांच्या रक्तात Rh अँटिजेन असतो ते 'Rh पॉझिटिव्ह' (Rh+).
ज्यांच्या रक्तात Rh अँटिजेन नसतो ते 'Rh निगेटिव्ह' (Rh-).
सार्वत्रिक दाता (Universal Donor): O निगेटिव्ह (O-).
सार्वत्रिक ग्राही (Universal Recipient): AB पॉझिटिव्ह (AB+).
रक्तदान (Blood Donation): रक्तगट आणि Rh फॅक्टर जुळवूनच रक्तदान करणे आवश्यक असते, अन्यथा रक्ताच्या गुठळ्या होऊन रुग्णाचा मृत्यू होऊ शकतो.
उत्सर्जन संस्था (Excretory System)
उत्सर्जन म्हणजे काय?
शरीरात विविध चयापचय (Metabolic) क्रियांमधून तयार होणारे नको असलेले, टाकाऊ आणि विषारी पदार्थ (विशेषतः नायट्रोजनयुक्त पदार्थ जसे युरिया) शरीराबाहेर टाकण्याच्या प्रक्रियेला 'उत्सर्जन' म्हणतात.
उत्सर्जन संस्थेचे मुख्य घटक
मानवी उत्सर्जन संस्थेत खालील अवयवांचा समावेश होतो:
१. वृक्कांची जोडी (Kidneys - मूत्रपिंड):
हे उत्सर्जन संस्थेतील मुख्य अवयव आहेत.
स्थान: हे पोटाच्या पोकळीत, पाठीच्या कण्याच्या दोन्ही बाजूंना, कमरेच्या वरच्या भागात असतात.
आकार: घेवड्याच्या बीच्या आकाराचे, गडद लाल रंगाचे.
वृक्कांची अंतर्गत रचना:
प्रत्येक वृक्काचे दोन मुख्य भाग असतात:
बाह्य भाग (Cortex): फिकट रंगाचा.
अंतर्गत भाग (Medulla): गडद रंगाचा, शंकूच्या आकाराच्या पिरॅमिड्सनी बनलेला.
वृक्क पेल्विस (Renal Pelvis): वृक्काचा निमुळता भाग जिथून मूत्रवाहिनी (Ureter) बाहेर पडते.
नेफ्रॉन (Nephron - वृक्काणू):
महत्त्वाचे: 'नेफ्रॉन' हा वृक्काचा रचनात्मक आणि कार्यात्मक एकक (Structural and Functional Unit) आहे.
प्रत्येक वृक्कात सुमारे १० लाख नेफ्रॉन असतात.
नेफ्रॉनचे मुख्य भाग:
ग्लोमेरुलस (Glomerulus - केशिकागुच्छ): हा रक्त केशिकांचा (Capillaries) एक गुच्छ असतो.
बोमनचे संपुट (Bowman's Capsule): ग्लोमेरुलसच्या भोवती असलेला एक कपाच्या आकाराचा भाग.
वृक्क नलिका (Renal Tubule): एक लांब, गुंतागुंतीची नलिका ज्याचे वेगवेगळे भाग (PCT, हेन्लेचा फास, DCT) असतात.
२. मूत्रवाहिन्यांची जोडी (Ureters):
प्रत्येक वृक्कातून एक नलिका निघते, जी तयार झालेले मूत्र मूत्राशयापर्यंत वाहून नेते.
३. मूत्राशय (Urinary Bladder):
ही एक स्नायुमय पिशवी आहे जिथे मूत्र तात्पुरते साठवले जाते.
४. मूत्रमार्ग (Urethra):
ज्या मार्गाने मूत्राशयातील मूत्र शरीराबाहेर टाकले जाते.
मूत्रनिर्मितीची प्रक्रिया (Process of Urine Formation)
मूत्रनिर्मितीची प्रक्रिया नेफ्रॉनमध्ये तीन मुख्य टप्प्यांत होते:
१. अतिसूक्ष्म गाळण (Ultrafiltration):
कोठे: ग्लोमेरुलस आणि बोमनचे संपुट (यांना मिळून 'माल्पीघियन बॉडी' म्हणतात).
कसे: ग्लोमेरुलसमधील रक्तावर उच्च दाब पडल्यामुळे, रक्तातील पाणी, ग्लुकोज, क्षार, युरिया, इत्यादी लहान रेणू गाळले जाऊन बोमनच्या संपुटात जमा होतात.
रक्तपेशी आणि मोठी प्रथिने गाळली जात नाहीत.
या गाळलेल्या द्रवाला 'प्राथमिक मूत्र' (Glomerular Filtrate) म्हणतात. (हे दिवसाला सुमारे १८० लिटर तयार होते).
२. विवेकी पुनःशोषण (Selective Reabsorption):
कोठे: वृक्क नलिकेच्या विविध भागांमध्ये (PCT, हेन्लेचा फास).
कसे: प्राथमिक मूत्रातील शरीराला आवश्यक असलेले ९९% पेक्षा जास्त पाणी, संपूर्ण ग्लुकोज, आणि उपयुक्त क्षार (सोडियम, पोटॅशियम) पुन्हा शोषून घेतले जातात आणि रक्ताच्या केशिकांमध्ये परत पाठवले जातात.
युरिया आणि इतर टाकाऊ पदार्थ मात्र कमी प्रमाणात शोषले जातात.
३. स्राव (Secretion):
कोठे: वृक्क नलिकेच्या दूरस्थ भागात (DCT).
कसे: रक्तात राहिलेले काही अतिरिक्त टाकाऊ पदार्थ (जसे की पोटॅशियम, अमोनिया) आणि औषधे, रक्ताच्या केशिकांमधून थेट नलिकेत स्रावले (Secrete) जातात.
ही प्रक्रिया रक्ताचा सामू (pH) आणि क्षारांचे संतुलन राखण्यास मदत करते.
अंतिम तयार होणाऱ्या द्रवाला 'मूत्र' (Urine) म्हणतात, जे नंतर मूत्रवाहिनीद्वारे मूत्राशयात जमा होते. (दिवसाला सुमारे १ ते १.५ लिटर मूत्र तयार होते).
मूत्राचा रंग: मूत्राला फिकट पिवळा रंग 'युरोक्रोम' (Urochrome) या रंगद्रव्यामुळे येतो.
इतर उत्सर्जी अवयव (Other Excretory Organs)
वृक्कांशिवाय इतर अवयवही उत्सर्जनाच्या कार्यात मदत करतात:
त्वचा (Skin):
त्वचेतील 'घर्मग्रंथी' (Sweat Glands) घाम (Sweat) स्रावतात.
घामाद्वारे पाणी, थोडे क्षार आणि अल्प प्रमाणात युरिया शरीराबाहेर टाकला जातो.
घाम येण्याचा मुख्य उद्देश शरीराचे तापमान नियंत्रित ठेवणे (Cooling effect) हा असतो.
फुफ्फुसे (Lungs):
श्वासोच्छवासाद्वारे (उच्छ्वास) फुफ्फुसे शरीरातील 'कार्बन डायऑक्साइड' (CO2) आणि पाण्याची वाफ बाहेर टाकतात. CO2 हा चयापचयातून तयार होणारा मुख्य टाकाऊ वायू आहे.
यकृत (Liver):
यकृत थेट उत्सर्जन करत नाही, पण उत्सर्जनास मदत करते.
ते रक्तातील विषारी 'अमोनिया' चे (जे प्रथिन विघटनतून तयार होते) रूपांतर कमी विषारी 'युरिया' मध्ये करते. (या प्रक्रियेला 'ऑर्निथिन चक्र' म्हणतात).
हा युरिया नंतर रक्ताद्वारे वृक्कांकडे जातो आणि मूत्रावाटे बाहेर टाकला जातो.
यकृत जुन्या RBCs चे विघटन करून 'बिलिरुबिन' (Bilirubin) सारखे रंगद्रव्ये पण तयार करते, जी विष्ठेद्वारे बाहेर टाकली जातात.
उत्सर्जन संस्थेचे विकार
मूत्रपिंड निकामी होणे (Kidney Failure):
जेव्हा वृक्क रक्तातील टाकाऊ पदार्थ गाळण्याचे काम करू शकत नाहीत.
यामुळे रक्तामध्ये युरिया आणि इतर विषारी पदार्थांचे प्रमाण वाढते (युरेमिया).
अपोहन (Dialysis):
जेव्हा वृक्क निकामी होतात, तेव्हा कृत्रिम उपकरणाद्वारे रक्त शुद्ध करण्याच्या प्रक्रियेला 'अपोहन' किंवा 'डायलिसिस' म्हणतात.
यात रुग्णाचे रक्त एका मशीनमधून (कृत्रिम वृक्क) फिरवले जाते, जिथे टाकाऊ पदार्थ वेगळे केले जातात आणि शुद्ध रक्त परत शरीरात सोडले जाते.
मुतखडा (Kidney Stones):
वृक्कामध्ये किंवा मूत्रमार्गात कॅल्शियम ऑक्झलेट (Calcium Oxalate) सारख्या क्षारांचे खडे तयार होणे. यामुळे तीव्र वेदना होतात.
