उत्सर्जन

उत्सर्जन : शरीरातील क्षेप्यद्रव्य (टाकाऊ पदार्थ) बाहेर टाकण्याच्या क्रियेस उत्सर्जन म्हणतात. सजीवांत अखंड सुरू असलेल्या चयापचय क्रियांमुळे (रासायनिक घडामोडींमुळे) पाणी, कार्बन डाय-ऑक्साइड व अमोनिया अशी क्षेप्यद्रव्ये प्रामुख्याने निर्माण होत असतात. ती शरीरात राहणे आरोग्यास अपायकारक असते, म्हणून उत्सर्जन अत्यावश्यक ठरते. त्यापैकी वायुरूप पदार्थ श्वसन तंत्रामार्फत (श्वासोच्छ्‌वासाच्या इंद्रियांकडून) आणि पाणी, हे श्वसन तंत्रातर्फे, तसेच घामाच्या रूपाने त्वचेमार्फत व विष्ठेबरोबर पचन तंत्राकडून (पचन संस्थेकडून) बाहेर टाकले जाते. अर्थात पाण्याबरोबर, म्हणजे लघवीवाटे, प्रथिनांपासून होणारी नायट्रोजनी क्षेप्यद्रव्ये ही प्रामुख्याने उत्सर्जन तंत्रातील वृक्कांमार्फत (मूत्र तयार करून शरीराबाहेर टाकणाऱ्या इंद्रियांच्या जोडीमार्फत) टाकली जातात. त्याचबरोबर उत्सर्जन तंत्र शरीराला जरूर असलेली महत्त्वाची द्रव्ये ठेवून आणि रक्तातील अम्ल व क्षार (अल्कली) यांचे प्रमाण योग्य राखून अनावश्यक घटक, जास्तीचे पाणी, लवणे, चयापचय द्रव्ये इ. बाहेर टाकून व तर्षण नियमन [अर्धपारगम्य पटलातून द्रवरूप वा वायुरूप पदार्थ जाऊन पटलाच्या दोन्ही बाजूंची त्यांची संहती सारखी करण्याच्या क्रियेचे नियमन, → तर्षण] करून अंतःपरिस्थिती समतोल राखते. ह्या महत्त्वाच्या क्रियेस होमिओस्टॅसिस असे म्हणतात.

प्राण्यांमध्ये उत्सर्जन ही संज्ञा विशेषतः नायट्रोजन चयापचयनिर्मित क्षेप्यद्रव्यासंबंधीच वापरली जाते. कारण पोषकद्रव्यांपैकी कार्बोहायड्रेटे व वसेप्रमाणे (चरबीप्रमाणे) प्रथिनांपासून होणारी ⇨ ॲमिनो अम्‍ले शरीरात साठविता येत नाहीत. जास्त ॲमिनो अम्लांचा क्लिष्ट अशा रासायनिक विक्रियेने ॲमिनोनिरास [ॲमिनो गट(NH₂) काढून टाकणे]केला जातो व वेगवेगळ्या प्राण्यांमध्ये उपलब्ध पाण्याच्या परिमाणानुसार त्यांचे विद्राव्य (विरघळणारा) अमोनिया किंवा यूरिया अथवा बरीच कमी विद्राव्यता असलेल्या यूरिक अम्लात रूपांतर करून उत्सर्जन केले जाते. उदा., प्रोटोझोआ, पोरिफेरा, सीलेंटेरेटा, तारामीन व काही मासे अशा जलचर प्राण्यांत अमोनिया कीटक, सरीसृप (सरपटणारे प्राणी) व पक्षिवर्गांत यूरिक अम्ल तर एलास्मोब्रँक (उपास्थिमीन) नावाच्या गटातील माशांत (उदा., शार्क माशात), उभयचर प्राणिवर्गात व सस्तन प्राण्यांत यूरिया अशा रूपांत क्षेपद्रव्ये टाकली जातात.

प्राण्यांत क्षेपद्रव्याप्रमाणेच उत्सर्जन तंत्राचेही विविध प्रकार आहेत. पण सर्वत्र कोशिकेतील (शरीरातील सूक्ष्म घटकातील म्हणजे पेशीतील) द्रव्यांच्या देवघेवीत विसरण (एकमेकांत मिसळण्याच्या) पद्धतीचाच अवलंब केला जातो. वर सांगितलेल्या जलचर प्राण्यांत विसरणानेच अमोनिया पृष्ठभागाद्वारेच शरीराबाहेर टाकला जातो. म्हणजे निरनिराळ्या उत्सर्जन तंत्राची अशी आवश्यकता नसते. काहींच्या मते आदिजीवांत असलेल्या संकोची रिक्तिका (द्रवाने भरलेल्या आकुंचनशील लहान पोकळ्या) याही उत्सर्जनास मदत करतात. रक्तहीन पृथुकृमिसंघात (चापट कृमींच्या संघात) ज्वाला-कोशिकांद्वारे (ज्यांच्यात ज्वालेप्रमाणे हालचाल करणाऱ्या पक्ष्माभिकांचा म्हणजे केसासारख्या बारीक वाढींचा जुडगा असतो अशा पोकळ उत्सर्जक कोशिकांद्वारे) उत्सर्जन होते. अँफिऑक्सस ह्या प्रोटोकॉर्डेटामध्येही नालकोशिकांच्या (किरकोळ, नळीसारख्या कशाभिका म्हणजे चाबकाच्या दोरीसारख्या निमुळत्या वाढी असलेल्या, गदाकृती व वृक्ककांना जोडलेल्या कोशिकांच्या) मार्फत क्षेप्यद्रव्ये गोळा केली जातात.

दोन्ही प्रकारांत ही उत्सर्जक इंद्रिये पोकळ टाचणीप्रमाणे असून त्यांच्या डोक्याच्या आतील बाजूस कशाभिकांचा पुंजका असतो. त्याच्या ज्वालेसारख्या दिसणाऱ्या हालचालीने शरीरातील निरुपयोगी द्रव्ये एकत्रित केली जातात. परजीवी यकृत कृमीत (यकृतात व पित्तवाहिन्यांत आढळणाऱ्या कृमीत) अवायुश्वसनामुळे (मुक्त ऑक्सिजनाचा उपयोग केला जात नाही अशा श्वसनक्रियेमुळे) उत्सर्ग पदार्थांत वसेचे प्रमाण जास्त असते. ॲनेलिडा संघात साधारण प्रत्येक खंडात वृक्कक (नळीसारखी उत्सर्जक इंद्रिये) असतात. प्राण्यांतील उत्सर्जन तंत्राची सुरुवात खऱ्या अर्थाने येथून होते. प्रत्येक वृक्ककास आतल्या टोकावर एक नसराळ्यासारखा भाग असून त्याच्या पक्ष्माभिकायुत वृक्कक-मुखामुळे देहगुहाद्रवातील क्षेप्यद्रव्ये जमा करून नलिकाकार शरीराद्वारे अन्ननालात अगर बाहेर टाकली जातात. संधिपाद प्राण्यांत रुधिर गुहिकेतील क्षेप्यद्रव्यांचे विविध मार्गांनी उत्सर्जन होते. या प्राणिवर्गात वृक्ककाचा संपूर्ण अभाव असतो. एपससारख्या प्राण्यांत पृष्ठीय कवचाखाली असलेल्या जंभिका (मुखाजवळचे एक उपांग) अथवा कवचग्रंथींमार्फत खेकडे, शेंवडे, झिंगे यांत शृंगिकांच्या (पुष्कळ संधिपादांच्या डोक्यावर असणाऱ्या व सांधे असणाऱ्या लांब स्पर्शेंद्रियांच्या) बुडाशी असलेल्या शृंगिका (अथवा हरित) ग्रंथींमार्फत ती बाहेर टाकली जातात. स्क्विलासारख्या कवची प्राण्यांत दोन ग्रंथिल (ग्रंथी असणाऱ्या) नलिकांद्वारे ती पूर्वमलाशयात सोडली जातात. झुरळासारख्या कीटकांत मध्यांत्र (आहारनालाचा मधला भाग) व पश्चांत्र (आहारनालाचा मागचा भाग) यांच्या जोडाजवळ पश्चांत्रात उघडणाऱ्या पिवळसर, धाग्यासारख्या सु. १५० मालपीगी नलिका (उत्सर्जनाचे कार्य करणाऱ्या नलिकाकार ग्रंथी, मालपीगी या शास्त्रज्ञांच्या नावावरून पडलेले नाव) असतात. ब गटातील जीवनसत्त्वांपैकी रिबोफ्लाविन हे त्यात असल्याने त्यांचा रंग पिवळा असतो. त्या रुधिर गुहिकेतील क्षेप्यद्रव्ये घेऊन पश्चांत्रात सोडतात. विष्ठेबरोबर ही द्रव्ये टाकली जातात. कॅबेज पतंगांत पंखावरील पांढरा वर्णक म्हणजे उत्सर्जनद्रव्यच असते.

कीटकांत उपत्वचेमध्येही निरुपयोगी द्रव्ये साठविली जाऊन निर्मोचनाच्या (कात टाकण्याच्या क्रियेच्या) वेळी तिच्याबरोबर बाहेर टाकली जातात. तसेच वसा-पिंडात (चरबीच्या गठ्ठ्यात) असलेल्या यूरेट कोशिकांतही ती साठविली जातात. तर काहींत परिहृद-कोशिकांत (हृदयाभोवतालच्या कलेच्या कोशिकांत) अगर वृक्ककोशिकांमध्येही साठविली जातात. ॲसिडियासारख्या प्रोटोकॉर्डेटांतही उत्सर्जनाची अशाच कोशिकांद्वारे व्यवस्था केलेली असते. गोगलगाईसारख्या मॉलस्कांमध्ये वृक्कासारखी उत्सर्जन इंद्रिये असतात.

पृष्ठवंशीयांतही (पाठीचा कणा असलेल्या प्राण्यांतही) अनेक वृक्कक असलेले वृक्क असतात. पेट्रोमायझाँनसारख्या पृष्ठवंशीय प्राण्यांत प्रत्येक वृक्ककाचे दोन फाटे होऊन एकास देहगुहाद्रवातील निरुपयोगी द्रव्ये गोळा करण्यास पक्ष्माभिकायुत वृक्ककमुख असते तर दुसरा संपुटासारखा (कलामय किंवा तंतुमय आवरणासारखा) असून त्यात केशिका गुच्छ (केसासारख्या बारीक नलिकांचा गुच्छ) असतो. यांमार्फत रक्तातील द्रव्ये गोळा केली जातात. अशी दुहेरी व्यवस्था पृष्ठवंशीयांत पुढे पुढे लय पावून सर्व क्षेप्यद्रव्ये संवृत (कोंडलेल्या प्रकारच्या) परिवहनामुळे (रक्तवाहिन्यांमधून रक्त वाहत असल्यामुळे) रक्तातूनच गोळा केली जातात व वरील फाट्यांपैकी केवळ दुसराच कायम राहतो. पृष्ठवंशीयांतील उत्सर्जन पद्धतीची विस्तृत कल्पना सर्वांत प्रगत अशा खाली वर्णन केलेल्या मानवातील उत्सर्जन पद्धतीवरून येऊ शकेल.

मानवी उत्सर्जन तंत्र : माणसाच्या उत्सर्जन तंत्रात दोन वृक्क, दोन मूत्रवाहिन्या, एक मूत्राशय व एक मूत्रमार्ग यांचा समावेश होतो. पैकी पुरुषात उत्सर्जन व जननतंत्राचा जनन-मूत्र मार्ग (मूत्र व रेत बाहेर नेणारा मार्ग) एकच असून त्यास एकच द्वार असते. स्त्रियांमध्ये ह्या तंत्राचे मार्ग व द्वारे भिन्न असतात.

वृक्क-उत्सर्जनाची प्रमुख इंद्रिये कबंधांत (धडात) कशेरुकदंडाच्या (पाठीच्या कण्याच्या) प्रत्येक बाजूस एक याप्रमाणे पाठीस लागून, बाराव्या वक्षीय व तिसऱ्या कटि-कशेरुकाच्या (कंबरेच्या मणक्याच्या) दरम्यान असतात. आवरण-वसा ऊतकाचे (समान रचना व कार्य असलेल्या कोशिकांच्या समूहाचे) रंग तांबडट तपकिरी, आकार घेवड्याच्या बीसारखा, लांब सु. ११·२५ सेंमी., रुंदी ५ ते ७·५ सेंमी., जाडी २·५ सेंमी. आणि वजन सु. १५० ग्रॅ असते. वृक्काच्या नाभिस्थानातून (वृक्काच्या ज्या खळग्यासारख्या भागातून रक्तवाहिन्या आत जातात किंवा बाहेर पडतात तो) वृक्क-रोहिणी आत जाते तर वृक्क-नीला व मूत्रवाहिनी बाहेर पडतात. वृक्काचे उभ्य छेदाने तीन भाग दिसतात बाहेरील कणिकामय बाह्यक (इंद्रियाचा बाह्य अथवा पृष्ठालगतचा भाग), मधील रेखित मध्यक (इंद्रियाचा मध्य भाग) व आतील वृक्कद्रोण (वृक्काचा खोलगट भाग). बाह्यक व मध्यक मिळून तिरकस पडद्यामुळे त्रिकोणाकृती स्तूप (पिरॅमिड) नावाचे सु. १४ भाग पडतात. प्रत्येक स्तूप मूत्रकलशाने वेष्टिलेला असतो सर्व मूत्रकलश वृक्कद्रोणात उघडतात. प्रत्येक वृक्कद्रोणापासून मूत्रवाहिनी निघून श्रोणि-प्रदेशात (ढुंगणाच्या भागात) असलेल्या मूत्राशयात उघडते. वृक्कात सूक्ष्मदर्शकाखाली दिसणारे सु. दहा लाख वृक्काणू (वृक्काची रचनात्मक आणि क्रियात्मक एकके) असतात. वृक्काणूचे दोन भाग म्हणजे मालपीगी-कणिका किंवा वृक्क-कणिका व केशिकांनी वेढलेल्या वृक्कीय नलिका हे असतात. वृक्क-कणिका सु. ०·२ मिमी. व्यासाची असून तिचे केशिका-गुच्छ व दुहेरी बोमेन संपुट (बोमेन या शास्त्रज्ञांच्या नावावरून ओळखण्यात येणारे संपुट) असे भाग असतात. नलिका ०·०१५ ते ०·०२५ मिमी. व्यासाची व ५० ते ६० मिमी. लांबीची असून तिची ग्रीवा (मान), दूरस्थ व समीपस्थ परिवलित नलिका व केसातील आकड्याप्रमाणे हेनले पाशाची (एका मूत्रोत्सर्जक नलिकेने तयार झालेल्या व हेनले या शास्त्रज्ञांच्या नावावरून ओळखण्यात येणाऱ्या पाशाची) नलिका असे भाग असतात. सर्व वृक्क-नलिका सोडवून व सरळ करून वृक्काणू एकमेकांस जोडल्यास एकूण लांबी सु. ११० किमी. होईल. वृक्क-नलिका शेवटी संग्राहक नलिकेत उघडतात. अशा बऱ्याच संग्राहक नलिका मूत्रकलशाद्वारे मूत्र वृक्कद्रोणांत आणून सोडतात.

कार्य : रक्तातील क्षेप्यद्रव्ये गोळा करून मूत्र तयार करणे, या कार्याचे मुख्यत्वे सूक्ष्मनिस्यंदन (नेहमीच्या गाळण्याच्या पद्धतीच्या पलीकडची अधिक सूक्ष्म पद्धती), व्यवच्छेदक पुनःशोषण (काळजीपूर्वक निवड करून पुन्हा शोषून घेणे) व काही प्रमाणात स्रवण असे भाग पडतात. पहिला भाग वृक्क-कणिकेत तर उरलेले कोशिकांद्वारे नलिकेत पार पडतात. केशिका गुच्छात रक्त आणणाऱ्या रोहिणीच्या व्यासापेक्षा नेणारीचा व्यास कमी असतो. त्यामुळे रक्त तेथे साठते व त्याचा दाब वाढतो. अशा भौतिक तत्त्वांवर रक्त गाळून निघते. रक्तातील प्रथिने व कणिका मागे राहतात तर लवणे, द्राक्षशर्करा (ग्लुकोज) यूरिया व पाणीयुक्त निस्यंद (गाळला गेलेला पदार्थ) बोमेन संपुटांतून नलिकेत उतरतो. यास कणिकामय मूत्र अथवा आद्यमूत्र म्हणतात. गरजेनुसार नलिकेच्या विविध भागांच्या कोशिकांद्वारे या मूत्रातील बहुतेक सर्व पाणी, द्राक्षशर्करा, जीवनसत्त्वे, प्रवर्तक (उत्तेजक स्राव, हार्मोन), आयनांच्या (विद्युत् भारित अणू, रेणू अथवा मूलक यांच्या) स्वरूपात लवणे इ. घटक परत शोषिले जातात. तर प्रमाणाबाहेरील असे इतर घटक व मुख्यत्वे यूरिया पुढे पाठविला जातो. ह्या क्रियेसाठी ऊर्जा खर्च होते. स्रवणाची क्रिया फार होत नाही. औषधे किंवा क्रिॲटिनीन सारखी द्रव्ये स्त्रवणाने मूत्रात टाकली जातात. अशा तऱ्हेने सु. ९६% पाणी, २% लवणे व २% यूरिया असे प्रमाण असलेले अतितर्षणीय (दुसऱ्या द्रव पदार्थापेक्षा तर्षण-दाब जास्त असलेले) अंतिम मूत्र थेंबथेंब तयार होऊन ते दर १० ते ३० सेकंदांनी पुढे पाठविले जाते. मूत्राशयात सु. ३०० घ. सेंमी. मूत्र साठविले जाऊन वेळोवेळी बाहेर टाकले जाते. दिवसभरात सु. १,९३० घ. सेंमी. रक्त वृक्कातून पुढे जाते. त्यातील सु. २०५ घ. सेंमी. गाळले जाते, सु. २०२ घ. सेंमी. द्रव शोषिला जातो व सु. १·१३५ ते २·२७० घ. सेंमी.च फक्त मूत्र म्हणून बाहेर टाकले जाते. शरीरातील संपूर्ण रक्तसंचयाच्या ३० ते ३६ वेळा रक्त दिवसभरात वृक्कातर्फे गाळले जाते. निस्यंदामध्ये दिवसभरात सु. १,१४० ग्रॅम लवणे उतरतात, पैकी ४ ते ८ ग्रॅमच मूत्रातून बाहेर टाकली जातात सु. ९९% पाणी शोषिले जाते तर ३० ते ३५ ग्रॅम यूरिया बाहेर टाकला जातो.

वृक्कांचे महत्त्वाचे कार्य क्षेप्यद्रव्यांचे उत्सर्जन हे तर आहेच पण जीवनरक्षक म्हणूनही त्यांस फार महत्त्व आहे. उदा., पोटॅशियम लवणांचे शरीरातील प्रमाण कमी झाले, तर त्याचा स्नायू तंत्रावर – विशेषतः श्वसनास उपयुक्त स्नायूंच्या कार्यक्षमतेवर – विपरित परिणाम होतो प्रमाण फार जास्त झाल्यास हृदयक्रिया थांबवण्यापर्यंतही मजल जाऊ शकते. यूरिया रक्तात साठल्यास मूत्रविषरक्तता (मूत्रातील द्रव्ये रक्तात साठल्यामुळे निर्माण होणारी विषारी अवस्था) होऊन आघात, मूर्च्छा व मृत्यूही येऊ शकतो. अतिव्यायाम केल्यास स्नायूत साठणाऱ्या लॅक्टिक अम्लामुळे वृक्कांवर ताण पडतो. अधिवृक्क बाह्यकाच्या [→ अधिवृक्क ग्रंथि] कॉर्टिनामध्ये असणाऱ्या प्रवर्तकामुळे सोडियम क्लोराइड आयनांचे शोषण व पोटॅशियमाचे उत्सर्जन नियंत्रित केले जाते. गारठल्याने अथवा अधिवृक्क-मध्यकाच्या एपिनेफ्रिन प्रवर्तकामुळे केशिका-गुच्छाच्या केशिका संकोच पावतात – रक्तदाब वाढतो – व मूत्राचे प्रमाण वाढते. मूत्राद्वारे अतिशय पाणी गेल्यास निर्जलीकरण होते. तसे होऊ नये म्हणून शिरस्थ ⇨ पोष ग्रंथी प्रतिमूत्रल (मूत्राचे प्रमाण कमी करणारे) प्रवर्तक स्रवते. यानेच जवळजवळ सर्व पाणी परत शोषले जाऊ शकते. हे नसले तर निर्जलीकरणामुळे बहुमूत्रमेह (अतिशय तहान व अतिरिक्त शर्करा नसलेले मोठ्या प्रमाणावरील मूत्रोत्सर्जन ही लक्षणे असलेला चयापचयात्मक विकार) ही अवस्था निर्माण होते. बिअर, व्हिस्की अशा मादक पेयांनी वृक्कांवर प्रत्यक्ष असा परिणाम होत नाही पण पोष ग्रंथीवर होतो, परिणामी वरील प्रवर्तक कमी स्रवते व किंचित निर्जलीकरण होते. म्हणून अशा व्यक्तीस लघवीस जास्त होते व तहानही लागते. कॉफीमधील कॅफिनामुळेही काहीशी अशीच स्थिती होते. सिगरेटमधील निकोटिनामुळे हे प्रवर्तक जास्त स्रवते म्हणजे उलटा परिणाम होतो व त्यामुळे लघवीस कमी होते. थोडक्यात निरोगी अवस्थेसाठी वृक्कांचे कार्य नियमित व व्यवस्थित चालले पाहिजे. रात्री वृक्क दिवसाच्या मानाने सु. ^१/_३ एवढेच काम करतात. म्हणून रात्री सतत लघवीस उठावे लागत नाही. वयोमानाप्रमाणे अर्थातच वृक्कांवरही कामाच्या ताणाचा परिणाम होतो. तसेच रोहिण्यांचे दृढीभवन व हृदयाच्या क्षमतेत बदल झाल्याने रक्तपुरवठा कमी होतो व क्षेप्यद्रव्ये रक्तात जमू लागतात. केव्हा केव्हा ऑक्झलेट स्फटिकांमुळे बारीक अथवा मोठे खडे होऊन त्रास होतो, असह्य वेदनाही होतात व वृक्कशूलही उद्‌भवतो. अनेक विकार, आजार, भाजणे, वृक्कांना अपघाती बसणारा मार, अनेक औषधे इत्यादींचा वृक्काणूंवर परिणाम होतो कित्येकांचा नाशही होतो. पण चांगल्या औषधांची विशेषतः प्रतिजैवांची [→ प्रतिजैव पदार्थ] योग्य योजना, वृक्कांची पुनरुद्‌भवनाची शक्ती व सु. ९०% वृक्काणू निकामी ठरले तरीही काम करण्याची क्षमता यांमुळेच निभाव लागू शकतो. वैद्यकशास्त्रात सूत्राची विविध प्रकारची तपासणी करण्यात येते [→ मूत्र] व त्यात विविध रोगांत सापडणाऱ्या श्वेतक (एक प्रकारचे प्रथिन द्रव्य, अल्ब्युमीन), जास्तीची द्राक्षशर्करा, पू कोशिका, पीतवर्णक, स्फटिक इ. अपसामान्य घटकांमुळे-तसेच मूत्राच्या अम्ल/क्षार स्थितीने, विशिष्ट घनत्वाने, एकूण परिणामाने, रंगाने-निरनिराळ्या रोगांची सूचना मिळू शकते व निदानास मदत होते. तसेच अस्पष्ट दिसणे, चेहऱ्याचा शोफ (सूज), लघवीस सतत लागणे अथवा कमी लागणे इ. अनेक अवस्था वृक्कांवरील ताण व त्यांची कार्यक्षमता कमी झाल्याचे दर्शवितात. तात्पर्य, आहार नियमन, आवश्यक व्यायाम, वजनासंबंधी व रक्तदाबासंबंधी जागरुकता हे सर्व आवश्यक आहे. कारण वृक्क कार्यक्षम असणे हे अनर्थ टाळण्यासाठी व आयुरारोग्य सांभाळण्यासाठी अपरिहार्य आहे.

पहा : धर्म ग्रंथि; मलोत्सर्ग; मूत्र; मूत्रोत्सर्जक तंत्र; वृक्क.

संदर्भ: 1. Best, C. H. Taylor, N. B. The Living Body, Bombay, 1961.

2. Gnanamuthu, C. P. Animal Physiology, Madras, 1962.

3. Marshall, P. T. Hughes, G. M. The Physiology of Mammals and other Vertebrates, Cambridge, 1965.

4. Silvernale, M. N. Zoology, New York, 1965. 5. Storer, T. I. Usinger, R. L. General Zoology, Tokyo, 1957.

जोशी, मा. पु.; परांजपे, स. य.