Urine Formation Questions in Gujarati

(D) ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ એ મૂત્રપિંડના ગ્લોમેર્યુલસમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિસૂક્ષ્મ ગાળણ) પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,રુધિરને ઊંચા દબાણ હેઠળ ગાળવામાં આવે છે જેથી રુધિરરસના મોટા પ્રોટીન (જેમ કે ફાઈબ્રિનોજન) અને રુધિર કોષો સિવાયના તમામ ઘટકો બાઉમેનની કોથળીમાં પ્રવેશે છે.
તેથી,ગ્લોમેર્યુલર ગાળણમાં પાણી,ગ્લુકોઝ,એમિનો એસિડ,યુરિયા,યુરિક એસિડ,ક્રિએટિનાઇન અને વિવિધ ક્ષારો (જેમ કે સોડિયમ ક્લોરાઇડ) હોય છે.
વિકલ્પ $(D)$ ગ્લોમેર્યુલર ગાળણમાં જોવા મળતા પ્રાથમિક ઘટકોને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે,જ્યારે ફાઈબ્રિનોજન (વિકલ્પ $A$ માં) અને ઓક્સિટોસિન/કેલ્સિટોનિન જેવા અંતઃસ્ત્રાવો (વિકલ્પ $B$ માં) સામાન્ય રીતે ગાળણમાં હાજર હોતા નથી.

(D) યુરિયા ચક્ર (ઓર્નિથિન ચક્ર) માં,સસ્તન પ્રાણીઓના યકૃતમાં યુરિયા ઉત્પન્ન થાય છે.
ચોક્કસ રીતે કહીએ તો,આર્જિનેઝ ઉત્સેચક આર્જિનિનના જળવિભાજન દ્વારા તેને યુરિયા અને ઓર્નિથિનમાં રૂપાંતરિત કરે છે.
તેથી,યુરિયા સીધું આર્જિનિનના વિઘટનમાંથી ઉત્પન્ન થાય છે.

(D) સસલા (અને અન્ય સસ્તન પ્રાણીઓ) ના નેફ્રોનમાં,રુધિર એફરન્ટ ધમનિકા દ્વારા ગ્લોમેર્યુલસમાં પ્રવેશે છે અને ઇફરન્ટ ધમનિકા દ્વારા બહાર નીકળે છે.
એફરન્ટ ધમનિકાનો વ્યાસ ઇફરન્ટ ધમનિકાના વ્યાસ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે (પહોળો) હોય છે.
વ્યાસમાં રહેલો આ તફાવત ગ્લોમેર્યુલર કેશિકાઓની અંદર ઉચ્ચ જલીય સ્થિર દબાણ (hydrostatic pressure) ઉત્પન્ન કરે છે,જે અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) ની પ્રક્રિયા માટે ખૂબ જ આવશ્યક છે.

(B) મૂત્ર નિર્માણની પ્રક્રિયા ગ્લોમેરુલસમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) સાથે શરૂ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,રુધિરને ગ્લોમેરુલર કેશિકાની દીવાલ અને બાઉમેનની કોથળીના અંદરના પટલ દ્વારા ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ ગાળવામાં આવે છે.
આ ગાળણ,જે બાઉમેનની કોથળીના અવકાશમાં એકત્રિત થાય છે,તેને ગ્લોમેરુલર ગાળણ (glomerular filtrate) કહેવામાં આવે છે.
તેમાં રુધિર પ્લાઝ્માના તમામ ઘટકો હોય છે,સિવાય કે મોટા રુધિર પ્રોટીન (જેમ કે આલ્બ્યુમિન અને ગ્લોબ્યુલિન) અને રુધિર કોષો,જે ગાળણ સ્લિટ્સમાંથી પસાર થવા માટે ખૂબ મોટા હોય છે.
તેથી,ગ્લોમેરુલર ગાળણનું બંધારણ મૂળભૂત રીતે રુધિર પ્લાઝ્મામાંથી રુધિર પ્રોટીન બાદ કરતાં મળતું પ્રવાહી છે.

(A) એક સ્વસ્થ પુખ્ત વ્યક્તિમાં ગ્લોમેર્યુલર ફિલ્ટ્રેશન રેટ $(GFR)$ આશરે $125$ મિલી પ્રતિ મિનિટ હોય છે.
$24$ કલાકમાં ગળાયેલા કુલ પ્રવાહીનું પ્રમાણ શોધવા માટે:
$125$ મિલી/મિનિટ $\times$ $60$ મિનિટ/કલાક $\times$ $24$ કલાક/દિવસ = $180,000$ મિલી/દિવસ.
$1000$ મિલી = $1$ લિટર હોવાથી,કુલ પ્રમાણ $180$ લિટર પ્રતિ દિવસ થાય છે.

(A) મૂત્ર નિર્માણની પ્રક્રિયા ગ્લોમેર્યુલર ગાળણથી શરૂ થાય છે.
ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ એ ગ્લોમેર્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ દ્વારા સંચાલિત થાય છે,જે સીધું જ સિસ્ટમિક બ્લડ પ્રેશર પર આધારિત છે.
બ્લડ પ્રેશરમાં ગંભીર ઘટાડો થવાથી ગ્લોમેર્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણમાં ઘટાડો થાય છે.
પરિણામે,ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ દર $(GFR)$ નોંધપાત્ર રીતે ઘટે છે,જેનાથી કિડનીના એકંદર કાર્યમાં ખલેલ પહોંચે છે.

(D) ગ્લોમેરુલર ગાળણ એ ગ્લોમેરુલસમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) પ્રક્રિયા દ્વારા બને છે.
પ્લાઝ્મા પ્રોટીનનું કદ મોટું હોવાને કારણે,તેઓ ગ્લોમેરુલર પટલની ગાળણ સ્લિટ્સમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી.
તેથી,ગ્લોમેરુલર ગાળણ એ મૂળભૂત રીતે પ્રોટીન વગરનું પ્લાઝ્મા છે.
આમ,સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(C) માનવ મૂત્ર સામાન્ય રીતે સ્વભાવે એસિડિક હોય છે,જેનો સામાન્ય $pH$ આશરે $4.5$ થી $8.0$ ની વચ્ચે હોય છે,જે સરેરાશ $6.0$ ની આસપાસ હોય છે.
આ એસિડિટી મુખ્યત્વે એસિડિક ક્ષારોની હાજરીને કારણે હોય છે,ખાસ કરીને સોડિયમ એસિડ ફોસ્ફેટ $(NaH_2PO_4)$,જે શરીરના એસિડ-બેઝ સંતુલનને જાળવી રાખવા માટે કિડની દ્વારા ઉત્સર્જિત થાય છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(C) ગ્લોમેર્યુલર ફિલ્ટરેશન રેટ $(GFR)$ એટલે કિડની દ્વારા પ્રતિ મિનિટ બનતા ગાળણનું પ્રમાણ.
એક સ્વસ્થ પુખ્ત વ્યક્તિમાં,$GFR$ આશરે $125 \text{ ml/minute}$ હોય છે,જેને સામાન્ય રીતે $120 \text{ ml/minute}$ તરીકે ગણવામાં આવે છે.
આના પરિણામે દરરોજ આશરે $180 \text{ લિટર}$ ગાળણ ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) $Ornithine$ ચક્ર (જેને $Urea$ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી છે જે ઝેરી એમોનિયાને યુરિયામાં રૂપાંતરિત કરે છે.
આ ચક્રના અંતિમ તબક્કે,$Arginase$ ઉત્સેચક $Arginine$ નું $Ornithine$ અને $Urea$ માં જળવિભાજન (hydrolysis) કરે છે.
તેથી,$Arginase$ ઉત્સેચકનો ઉપયોગ $Arginine$ માંથી $Ornithine$ બનવાના તબક્કે થાય છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે.
પ્રોટીન એ મોટા અણુઓ છે જે ગ્લોમેરુલસની ગાળણ સ્લિટ્સમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી,તેથી કિડનીમાંથી પસાર થયા પછી રુધિરમાં તેમની સાંદ્રતા બદલાતી નથી.
ગ્લુકોઝ ગ્લોમેરુલસ દ્વારા ગળાય છે પરંતુ સામાન્ય શારીરિક સ્થિતિમાં પ્રોક્સિમલ કોનવોલ્યુટેડ ટ્યુબ્યુલ $(PCT)$ માંથી લગભગ સંપૂર્ણપણે પાછું રુધિરમાં શોષાઈ જાય છે.
તેથી,કિડનીમાંથી પરિભ્રમણ કર્યા પછી રુધિરમાં ગ્લુકોઝ અને પ્રોટીન બંનેની માત્રામાં કોઈ ફેરફાર થતો નથી.

(B) કિડનીમાં ગાળણની પ્રક્રિયા,ખાસ કરીને ગ્લોમેર્યુલસમાં,તેને અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા ગ્લોમેર્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક રુધિર દબાણ દ્વારા સંચાલિત થાય છે,જે ગ્લોમેર્યુલર કેશિકાઓમાંથી વહેતા રુધિર દ્વારા ઉત્પન્ન થતું દબાણ છે.
આ દબાણ મુખ્ય બળ છે જે પાણી અને નાના દ્રાવ્યોને રુધિરમાંથી બહાર ધકેલીને બાઉમેનની કોથળીમાં મોકલે છે,જેનાથી ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ બને છે.

(A) ગ્લોમેર્યુલર ફિલ્ટ્રેટની પ્રક્રિયા કિડનીના ગ્લોમેર્યુલસમાં થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,રુધિરને ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ ગાળવામાં આવે છે.
ગ્લોમેર્યુલર ફિલ્ટ્રેટ એ મૂળભૂત રીતે રુધિર પ્લાઝ્મા છે,જેમાંથી ગ્લોમેર્યુલર ફિલ્ટ્રેશન મેમ્બ્રેનની પસંદગીયુક્ત પ્રકૃતિને કારણે તમામ રુધિર કોષો (RBCs,WBCs અને પ્લેટલેટ્સ) અને મોટા પ્લાઝ્મા પ્રોટીન (જેમ કે આલ્બ્યુમિન,ગ્લોબ્યુલિન અને ફાઈબ્રિનોજેન) દૂર કરવામાં આવે છે.
તેથી,ગ્લોમેર્યુલર ફિલ્ટ્રેટનું બંધારણ રુધિર માઈનસ કોષો અને પ્રોટીન જેટલું હોય છે.

(D) મૂત્રપિંડમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશનની પ્રક્રિયા ગ્લોમેરુલસમાં થાય છે,જ્યાં રુધિર ઊંચા દબાણ હેઠળ ગળાય છે.
આ ગાળણ અવરોધ પાણી અને નાના દ્રાવ્યો જેવા કે ગ્લુકોઝ,એમિનો એસિડ,યુરિયા,ક્રિએટિનાઈન અને ક્ષારો (જેમ કે સોડિયમ ક્લોરાઈડ) ને બાઉમેનની કોથળીમાં પસાર થવા દે છે.
જોકે,મોટા અણુઓ જેવા કે પ્લાઝ્મા પ્રોટીન (દા.ત.,આલ્બ્યુમિન,ગ્લોબ્યુલિન) અને રુધિર કોષો ગ્લોમેરુલર પટલની ગાળણ સ્લિટ્સમાંથી પસાર થવા માટે ખૂબ મોટા હોય છે.
તેથી,સામાન્ય રીતે ગ્લોમેરુલર ગાળણમાં આલ્બ્યુમિન હોતું નથી.

(C) ફિલ્ટ્રેશન ફ્રેક્શન એ ગ્લોમેર્યુલર ફિલ્ટ્રેશન રેટ $(GFR)$ અને રીનલ પ્લાઝ્મા ફ્લો $(RPF)$ નો ગુણોત્તર છે.
દર મિનિટે આશરે $600-700 \, ml$ પ્લાઝ્મા કિડનીમાંથી પસાર થાય છે,જેને રીનલ પ્લાઝ્મા ફ્લો $(RPF)$ કહેવામાં આવે છે.
તેમાંથી,દર મિનિટે ગ્લોમેરુલી દ્વારા આશરે $125 \, ml$ ગાળણ (filtrate) ઉત્પન્ન થાય છે,જે ગ્લોમેર્યુલર ફિલ્ટ્રેશન રેટ $(GFR)$ છે.
તેથી,ફિલ્ટ્રેશન ફ્રેક્શનની ગણતરી નીચે મુજબ થાય છે:
$\text{Filtration fraction} = \frac{GFR}{RPF} = \frac{125}{650} \approx 0.19$ (શારીરિક મૂલ્યોના આધારે આશરે $0.17-0.20$ હોય છે).
આમ,સાચો વિકલ્પ $(C)$ છે.

(A) તાવ દરમિયાન,શરીરનો ચયાપચયનો દર વધે છે અને કાર્બોહાઇડ્રેટ્સને પચાવવાની શરીરની ક્ષમતામાં કામચલાઉ ફેરફાર થઈ શકે છે. જ્યારે તાવની સ્થિતિમાં ખાંડ (ગ્લુકોઝ) નું વધુ પડતું સેવન કરવામાં આવે છે,ત્યારે રક્તમાં ગ્લુકોઝનું સ્તર મૂત્રપિંડની મર્યાદા ($180 \ mg/100 \ ml$ રક્ત) કરતા વધી શકે છે. જ્યારે રક્તમાં ગ્લુકોઝનું પ્રમાણ આ મર્યાદા કરતા વધી જાય છે,ત્યારે મૂત્રપિંડ ગળાયેલા તમામ ગ્લુકોઝને ફરીથી રુધિરમાં શોષી શકતા નથી. પરિણામે,વધારાનો ગ્લુકોઝ પેશાબ દ્વારા બહાર નીકળે છે,જેને ગ્લાયકોસુરિયા તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(A) માનવ મૂત્રપિંડમાં મૂત્રનું નિર્માણ ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓમાં થાય છે:
$1$. ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ: રુધિરનું ગ્લોમેર્યુલસમાં ગાળણ થાય છે જેથી ગાળણ બને છે.
$2$. પુનઃશોષણ: ગ્લુકોઝ,એમિનો એસિડ અને પાણી જેવા આવશ્યક પદાર્થોનું મૂત્રપિંડ નલિકાઓમાંથી રુધિરમાં પુનઃશોષણ થાય છે.
$3$. નલિકામય સ્ત્રાવ: આયનીય અને એસિડ-બેઝ સંતુલન જાળવવા માટે $H^+$,$K^+$ અને એમોનિયા જેવા પદાર્થોનો ગાળણમાં સ્ત્રાવ થાય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ,પુનઃશોષણ અને નલિકામય સ્ત્રાવ છે.

(C) અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન એ મૂત્ર નિર્માણનું પ્રથમ સોપાન છે.
તે નેફ્રોનના $Glomerulus$ (રુધિરકેશિકાગુચ્છ) માં થાય છે.
ગ્લોમેરુલર રુધિરકેશિકાઓમાં રહેલું ઉચ્ચ રુધિર દબાણ પાણી અને નાના દ્રાવ્ય પદાર્થોને $Glomerulus$ ની અર્ધપ્રવેશશીલ દીવાલો અને $Bowman's$ \text{ capsule} (બાઉમેનની કોથળી) ના અંદરના સ્તર દ્વારા કેપ્સ્યુલર અવકાશમાં ધકેલે છે.

(A) માનવ મૂત્રપિંડમાં અસરકારક ગાળણ દબાણ $(EFP)$ ની ગણતરી ગ્લોમેર્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણમાંથી વિરોધી દબાણો (કોલોઇડલ ઓસ્મોટિક દબાણ અને કેપ્સ્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ) બાદ કરીને કરવામાં આવે છે.
ગ્લોમેર્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ આશરે $60\,mm\,Hg$ હોય છે.
કોલોઇડલ ઓસ્મોટિક દબાણ આશરે $30\,mm\,Hg$ હોય છે.
કેપ્સ્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ આશરે $15\,mm\,Hg$ હોય છે.
તેથી,$EFP = 60 - (30 + 15) = 60 - 45 = +15\,mm\,Hg$.
આમ,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(A) મૂત્ર નિર્માણની પ્રક્રિયા અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) થી શરૂ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,રુધિરનું ગાળણ $Glomerulus$ માં ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ થાય છે.
$Glomerulus$ એક ગરણી તરીકે કાર્ય કરે છે,જે પાણી અને નાના દ્રાવ્ય પદાર્થોને $Bowman's$ કેપ્સ્યુલમાં પ્રવેશવા દે છે,જ્યારે રુધિર કોષો અને મોટા પ્રોટીનને અટકાવે છે.
તેથી,રુધિરમાંથી ગાળણનું પ્રારંભિક નિષ્કર્ષણ $Glomerulus$ માં થાય છે.

(A) ગ્લોમેરુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ એ ગ્લોમેરુલર કેશિકાઓમાં રહેલું રુધિરનું દબાણ છે.
આ દબાણ એ મુખ્ય બળ છે જે રુધિરને બાઉમેન્સ કેપ્સ્યુલમાં ગાળણ માટે પ્રોત્સાહિત કરે છે.
તે આશરે $+ 55\,\,mm\,\,Hg$ હોય છે.
જોકે,પ્રશ્નમાં ગાળણના બળોના સંદર્ભમાં કેશિકાઓ દ્વારા લાગતા દબાણ વિશે પૂછવામાં આવ્યું છે,જ્યાં બ્લડ કોલોઇડલ ઓસ્મોટિક પ્રેશર $(BCOP)$ $32\,\,mm\,\,Hg$ છે અને કેપ્સ્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ $(CHP)$ $15\,\,mm\,\,Hg$ છે.
આપેલા વિકલ્પોને જોતા,$+ 32\,\,mm\,\,Hg$ એ બ્લડ કોલોઇડલ ઓસ્મોટિક દબાણ દર્શાવે છે,જે ગાળણની પ્રક્રિયાનો વિરોધ કરતું બળ છે.

(A) ઇફેક્ટિવ ફિલ્ટ્રેશન પ્રેશર $(EFP)$ ની ગણતરી ગ્લોમેર્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક પ્રેશર $(GHP)$ માંથી વિરોધી દબાણોને બાદ કરીને કરવામાં આવે છે.
સૂત્ર છે: $EFP = GHP - (BCOP + CHP)$.
આપેલ કિંમતો:
$GHP = +70 \, mm \, Hg$
$BCOP = 30 \, mm \, Hg$ (બ્લડ કોલોઇડલ ઓસ્મોટિક પ્રેશર)
$CHP = 20 \, mm \, Hg$ (કેપ્સ્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક પ્રેશર)
ગણતરી:
$EFP = 70 - (30 + 20)$
$EFP = 70 - 50$
$EFP = +20 \, mm \, Hg$.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $A$ છે.

(D) યુરિયા ચક્રમાં, $Ornithine \text{ } carbamyl \text{ } transferase$ $(OCT)$ ઉત્સેચક પ્રક્રિયાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે જેમાં $Ornithine$ એ $Carbamyl \text{ } phosphate$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને $Citrulline$ અને અકાર્બનિક ફોસ્ફેટ બનાવે છે। આ યુરિયા ચક્રનું બીજું પગલું છે જે યકૃતના કોષોના કણાભસૂત્રમાં થાય છે।

(A) ગ્લોમેર્યુલસમાં રુધિરનું દબાણ અન્ય રુધિરકેશિકાઓ કરતા નોંધપાત્ર રીતે વધારે હોય છે,જે ધમનિકાઓની રચનાને કારણે છે. એફરન્ટ ધમનિકા,જે ગ્લોમેર્યુલસમાં રુધિર લાવે છે,તેનો વ્યાસ ઇફરન્ટ ધમનિકા કરતા વધારે હોય છે,જે રુધિરને દૂર લઈ જાય છે. વ્યાસમાં આ તફાવત એક અવરોધ જેવી અસર પેદા કરે છે,જેના પરિણામે ગ્લોમેર્યુલર રુધિરકેશિકાઓમાં ઉચ્ચ જલસ્થિતિક દબાણ સર્જાય છે,જે અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) ની પ્રક્રિયા માટે આવશ્યક છે.

(D) નેટ ફિલ્ટરેશન પ્રેશર $(NFP)$ એ દબાણ છે જે ગ્લોમેરુલસમાં રુધિરના ગાળણની પ્રક્રિયાને પ્રેરે છે. તે ગાળણને ટેકો આપતા બળો અને તેનો વિરોધ કરતા બળો વચ્ચેના તફાવત તરીકે ગણવામાં આવે છે.
$1$. ગ્લોમેરુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ $(GHP)$: આ ગાળણને ટેકો આપતું મુખ્ય બળ છે (આશરે $55 \ mmHg$).
$2$. રુધિર કોલોઇડલ આસૃતિ દબાણ $(BCOP)$: આ બળ ગાળણનો વિરોધ કરે છે (આશરે $30 \ mmHg$).
$3$. કેપ્સ્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ $(CHP)$: આ બળ પણ ગાળણનો વિરોધ કરે છે (આશરે $15 \ mmHg$).
તેથી,નેટ ફિલ્ટરેશન પ્રેશર આ ત્રણેય દબાણોના સંતુલન દ્વારા નક્કી થાય છે: $NFP = GHP - (BCOP + CHP)$.

(C) એફરન્ટ આર્ટિરિયોલ દ્વારા ગ્લોમેરુલસમાં પ્રવેશતા રુધિરમાં પ્લાઝ્મા,કોષો અને ઓગળેલા દ્રાવ્યો (સ્ફટિકમય પદાર્થો) હોય છે.
અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન દરમિયાન,પાણી અને નાના દ્રાવ્યો (જેમ કે ગ્લુકોઝ,એમિનો એસિડ,યુરિયા અને આયનો) ગાળણ સ્વરૂપે બાઉમેનની કોથળીમાં જાય છે,જ્યારે મોટા પ્લાઝ્મા પ્રોટીન અને રુધિર કોષો રુધિરમાં જ રહે છે.
ગાળણ પ્રક્રિયા દરમિયાન પ્લાઝ્મામાંથી પાણી અને સ્ફટિકમય પદાર્થોનો મોટો જથ્થો દૂર થતો હોવાથી,ગ્લોમેરુલસમાંથી બહાર નીકળતા રુધિરમાં સ્ફટિકમય પદાર્થોની સાંદ્રતા પ્રવેશતા રુધિર કરતા ઓછી હોય છે.

(B) ગ્લોમેરુલર અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન દરમિયાન,રુધિર ત્રણ સ્તરોમાંથી ગળાય છે: ગ્લોમેરુલર રુધિરવાહિનીઓનું અંતઃચ્છદ,બાઉમેનની કોથળીનું અધિચ્છદ (પોડોસાઇટ્સ) અને આ બે સ્તરો વચ્ચે આવેલું આધારક પટલ.
આ ગાળણ પટલ પાણી અને નાના દ્રાવ્ય પદાર્થો જેવા કે ગ્લુકોઝ,એમિનો એસિડ અને યુરિયાને પસાર થવા દે છે,પરંતુ તે પ્લાઝ્મા પ્રોટીન (જેમ કે આલ્બ્યુમિન,ગ્લોબ્યુલિન) અને રુધિર કોષો જેવા મોટા અણુઓને પસાર થતા અટકાવે છે.
તેથી,પ્લાઝ્મા પ્રોટીન રુધિરમાંથી બાઉમેનની કોથળીમાં ગળાઈને આવતા નથી.

(B) ગ્લોમેરુલસમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન ગ્લોમેરુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ પર આધાર રાખે છે.
આ દબાણ એફરન્ટ અને ઇફરન્ટ આર્ટેરિઓલના વ્યાસમાં રહેલા તફાવત દ્વારા જળવાય છે.
એફરન્ટ આર્ટેરિઓલ રુધિરને ગ્લોમેરુલસમાં લાવે છે,જ્યારે ઇફરન્ટ આર્ટેરિઓલ તેને બહાર લઈ જાય છે.
જો એફરન્ટ આર્ટેરિઓલનો વ્યાસ ઘટાડવામાં આવે,તો રુધિરનો પ્રવાહ ઘટે છે.
જો ઇફરન્ટ આર્ટેરિઓલનો વ્યાસ વધારવામાં આવે,તો રુધિરનો નિકાલ સરળ બને છે.
આ બંને ફેરફારોને કારણે ગ્લોમેરુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થાય છે.
અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશન આ દબાણ દ્વારા સંચાલિત હોવાથી,દબાણમાં ઘટાડો થવાથી અલ્ટ્રાફિલ્ટરેશનનો દર ધીમો પડી જાય છે.

(A) $Arginase$ ઉત્સેચક યુરિયા ચક્રના અંતિમ તબક્કાને ઉત્પ્રેરિત કરે છે,જેમાં $Arginine$ નું જળવિભાજન થઈને $Urea$ અને $Ornithine$ ઉત્પન્ન થાય છે.
આ ચક્ર માટે $Arginase$ એક વિશિષ્ટ ઉત્સેચક હોવાથી,પેશીઓમાં (મુખ્યત્વે યકૃતમાં) તેની હાજરી એ વાતની પુષ્ટિ કરે છે કે યુરિયા ચક્ર સક્રિય રીતે કાર્યરત છે.

(B) ઓર્નિથિન ચક્ર,જેને યુરિયા ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે,તે યકૃતના કોષોના કણાભસૂત્ર (mitochondria) અને કોષરસમાં થાય છે. આ ચક્ર દરમિયાન,એમોનિયાનું યુરિયામાં રૂપાંતર થાય છે. આ ચક્રમાં મધ્યવર્તી તરીકે સામેલ એમિનો એસિડમાં ઓર્નિથિન,સિટ્રુલિન અને આર્જિનિનનો સમાવેશ થાય છે. તેથી,આર્જિનિન અને સિટ્રુલિન ઓર્નિથિન ચક્રમાં હાજર હોય છે.

(A) મૂત્ર નિર્માણની પ્રક્રિયા ગ્લોમેર્યુલસમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) દ્વારા શરૂ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,રુધિર ગ્લોમેર્યુલર કેશિકાની દીવાલ અને બાઉમેનની કોથળીના અંદરના સ્તર દ્વારા ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ ગળાય છે.
આ ગાળણ એટલું સૂક્ષ્મ હોય છે કે રુધિરરસના પ્રોટીન સિવાયના લગભગ તમામ ઘટકો બાઉમેનની કોથળીના પોલાણમાં પ્રવેશે છે.
તેથી,ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ એ મૂળભૂત રીતે પ્રોટીનવિહીન રુધિરરસ છે,જેને પ્રોટીનવિહીન રુધિરરસ (Deproteinised plasma) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(C) ગ્લોમેર્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ એ ગ્લોમેર્યુલર રુધિરકેશિકાઓમાં રહેલું રુધિરનું દબાણ છે.
આ દબાણ ઉત્પન્ન થાય છે કારણ કે અભિવાહી ધમનિકાનો વ્યાસ અપવાહી ધમનિકા કરતા વધારે હોય છે.
આ દબાણ ગ્લોમેર્યુલસમાં રુધિરના અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (ગાળણ) માટે જવાબદાર છે,જે મૂત્રપિંડ નલિકા (નેફ્રોન) નો એક ભાગ છે.

(A) ગ્લોમેર્યુલસમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) ની પ્રક્રિયા થાય છે,જ્યાં રુધિર ઊંચા દબાણ હેઠળ ગળાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,રુધિર પ્લાઝ્માના મોટા પ્રોટીન અને રુધિર કોષો સિવાયના તમામ ઘટકો બાઉમેનની કોથળીના પોલાણમાં પ્રવેશે છે.
તેથી,ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ એ આવશ્યકપણે રુધિર પ્લાઝ્મા છે જે પ્રોટીન અને કોષીય ઘટકોથી મુક્ત હોય છે.

(C) ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ એ નેટ ફિલ્ટ્રેશન પ્રેશર $(NFP)$ દ્વારા થાય છે.
$1$. ગ્લોમેર્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ $(GHP)$ આશરે $60\, mm\, Hg$ હોય છે.
$2$. રુધિર કોલોઇડલ ઓસ્મોટિક દબાણ $(BCOP)$ આશરે $32\, mm\, Hg$ હોય છે.
$3$. કેપ્સ્યુલર હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણ $(CHP)$ આશરે $18\, mm\, Hg$ હોય છે.
ચોખ્ખું ગાળણ દબાણ આ રીતે ગણવામાં આવે છે: $NFP = GHP - (BCOP + CHP) = 60 - (32 + 18) = 60 - 50 = 10\, mm\, Hg$.
જોકે,ઘણા પ્રમાણભૂત પાઠ્યપુસ્તકોમાં અસરકારક ગાળણ દબાણ આશરે $10-20\, mm\, Hg$ દર્શાવવામાં આવે છે. આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$20\, mm\, Hg$ એ શારીરિક ગણતરીઓ માટે સૌથી નજીકનું પ્રમાણભૂત મૂલ્ય છે.

(D) બાઉમેનની કોથળીમાં અપૂરતું ગાળણ શરીરમાં નકામા પદાર્થો અને પ્રવાહીના સંગ્રહ તરફ દોરી જાય છે.
$(a)$ પ્રવાહીનો ભરાવો થાય છે કારણ કે મૂત્રપિંડ વધારાના પાણીનો નિકાલ કરવામાં નિષ્ફળ જાય છે.
$(b)$ બ્લડ પ્રેશરમાં વધારો પ્રવાહીના સંગ્રહ અને રેનિન-એન્જિયોટેન્સિન સિસ્ટમની સક્રિયતાને કારણે થાય છે.
$(c)$ રુધિરમાં યુરિયાના સ્તરમાં વધારો (યુરેમિયા) થાય છે કારણ કે યુરિયા રુધિરમાંથી અસરકારક રીતે ગળાઈ શકતું નથી.
$(d)$ મૂત્ર દ્વારા ગ્લુકોઝનો વ્યય (ગ્લાયકોસુરિયા) મુખ્યત્વે નિકટવર્તી ગૂંચળાદાર નલિકા $(PCT)$ માં અપૂરતા પુનઃશોષણને કારણે થાય છે,નહીં કે બાઉમેનની કોથળીમાં ગાળણની નિષ્ફળતાને કારણે. તેથી,આ સાચો અપવાદ છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે. ગ્લોમેરુલસની રુધિરકેશિકાઓ એ અફરન્ટ (આગમનકારી) મૂત્રપિંડ ધમનિકાઓ કરતા સાંકડી હોય છે.
વ્યાસમાં રહેલા આ તફાવતને કારણે,ગ્લોમેરુલસની રુધિરકેશિકાઓમાં રુધિરનું દબાણ ખૂબ જ વધી જાય છે.
આ ઉચ્ચ જલસ્થિતિક દબાણ રુધિરના પ્રવાહી ભાગને (પ્લાઝ્મા પ્રોટીન સિવાય) ગ્લોમેરુલસમાંથી મૂત્રપિંડ નલિકાના બાઉમેનની કોથળીમાં ફિલ્ટર થવા માટે મજબૂર કરે છે,જેને અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) કહેવામાં આવે છે.

(A) ગ્લોમેર્યુલસમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશનની પ્રક્રિયા પાણી અને નાના દ્રાવ્ય પદાર્થોને રુધિરમાંથી બાઉમેન્સ કેપ્સ્યુલમાં પસાર થવા દે છે.
ગ્લોમેર્યુલર કેશિકા પટલ અત્યંત પસંદગીયુક્ત હોવાથી,તે પ્લાઝ્મા પ્રોટીન અને રુધિર કોષો જેવા મોટા અણુઓને પસાર થતા અટકાવે છે.
તેથી,ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ એ મૂળભૂત રીતે પ્રોટીન અને ચરબી વગરનું રુધિર પ્લાઝ્મા છે.

(B) રુધિરકેશિકાગુચ્છ ગાળણ એ એક પ્રક્રિયા છે જેમાં રુધિરને રુધિરકેશિકાગુચ્છની પટલ દ્વારા બાઉમેનની કોથળીમાં ગાળવામાં આવે છે.
આ પટલ પાણી,ગ્લુકોઝ,એમિનો એસિડ,યુરિયા અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ જેવા નાના દ્રાવ્ય પદાર્થોને પસાર થવા દે છે,પરંતુ પ્લાઝ્મા પ્રોટીન (જેમ કે આલ્બ્યુમિન,ગ્લોબ્યુલિન) અને રુધિર કોષો જેવા મોટા અણુઓને પસાર થતા અટકાવે છે.
પોલિપેપ્ટાઇડ એ પ્રોટીનની મોટી સાંકળો છે જે સામાન્ય રીતે રુધિરકેશિકાગુચ્છ પટલની ગાળણ સ્લિટ્સમાંથી પસાર થવા માટે ખૂબ મોટી હોય છે.
તેથી,પોલિપેપ્ટાઇડ ગળાઈ શકતા નથી,જ્યારે ગ્લુકોઝ અને એમિનો એસિડ પૂરતા પ્રમાણમાં નાના હોવાથી ગળાઈ શકે છે.

(A) મૂત્રનિર્માણની પ્રક્રિયા નેફ્રોનના વિવિધ ભાગોમાં ત્રણ મુખ્ય તબક્કાઓમાં થાય છે:
$1$. ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ: રુધિરકેશિકા ગુચ્છમાં રુધિરનું ગાળણ થાય છે, જેનાથી ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ બને છે.
$2$. પુનઃશોષણ: ગ્લુકોઝ, એમિનો એસિડ અને પાણી જેવા આવશ્યક પદાર્થોનું ગાળણમાંથી રુધિરમાં પુનઃશોષણ થાય છે.
$3$. નલિકામય સ્ત્રાવ: આયનિક અને એસિડ-બેઝ સંતુલન જાળવવા માટે $H^+$, $K^+$ અને એમોનિયા જેવા પદાર્થોનો નલિકાના કોષો દ્વારા ગાળણમાં સ્ત્રાવ કરવામાં આવે છે.
તેથી, સાચો ક્રમ $\text{ગ્લોમેર્યુલર } \text{ } \text{ગાળણ } \rightarrow \text{પુનઃશોષણ } \rightarrow \text{નલિકામય } \text{ } \text{સ્ત્રાવ}$ છે.

(A) મૂત્ર નિર્માણની પ્રક્રિયા ગ્લોમેરુલસમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) સાથે શરૂ થાય છે.
રુધિર ઊંચા દબાણ હેઠળ એફરન્ટ આર્ટેરિઓલ દ્વારા ગ્લોમેરુલસમાં પ્રવેશે છે.
આ ઊંચા હાઇડ્રોસ્ટેટિક દબાણને કારણે,પાણી અને નાના દ્રાવ્ય પદાર્થો રુધિરમાંથી બહાર નીકળીને બાઉમેનની કોથળીમાં જાય છે,જે ગ્લોમેરુલર ગાળણ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયાને ગ્લોમેરુલર ફિલ્ટ્રેશન અથવા અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તેથી,ગ્લોમેરુલસનું મુખ્ય કાર્ય રુધિરનું ગાળણ કરવાનું છે.

(A) નેફ્રોન (મૂત્રપિંડનો ઉત્સર્ગ એકમ) માં મૂત્રનિર્માણની પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે ત્રણ તબક્કાઓમાં થાય છે:
$1$. અતિગાળણ (Ultrafiltration): ગ્લોમેર્યુલસમાં રુધિર ઊંચા દબાણ હેઠળ ગળાય છે.
$2$. પસંદગીમાન પુનઃશોષણ: આવશ્યક પોષકતત્વો અને પાણીનું રુધિરમાં પુનઃશોષણ થાય છે.
$3$. નલિકામય સ્ત્રાવ: $H^+$,$K^+$ અને એમોનિયા જેવા ઉત્સર્ગ દ્રવ્યો ગાળણમાં ઉમેરવામાં આવે છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,અતિગાળણ એ મૂત્રનિર્માણની પ્રક્રિયાનો એક પ્રાથમિક અને આવશ્યક તબક્કો છે.

(D) મૂત્ર નિર્માણની પ્રક્રિયામાં,ગ્લોમેરુલર ગાળણમાં ગ્લુકોઝ,એમિનો એસિડ,પાણી અને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ જેવા વિવિધ પદાર્થો હોય છે.
ગ્લુકોઝ $(C_6H_{12}O_6)$ એ ઉચ્ચ થ્રેશોલ્ડ ધરાવતો પદાર્થ છે જે સામાન્ય શારીરિક સ્થિતિમાં મૂત્રપિંડ નલિકા (ખાસ કરીને નિકટવર્તી ગૂંચળાદાર નલિકા) માંથી રુધિરમાં સંપૂર્ણપણે પુનઃશોષણ પામે છે.
$Na^+$,$K^+$ અને $H_2O$ જેવા અન્ય પદાર્થો શરીરની જરૂરિયાત અને અંતઃસ્ત્રાવી નિયમન મુજબ માત્ર આંશિક રીતે જ પુનઃશોષણ પામે છે.

(D) મૂત્રપિંડમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) ની પ્રક્રિયામાં રુધિરરસનું ગ્લોમેરુલર કેશિકાઓ દ્વારા બાઉમેનની કોથળીમાં ગાળણ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,પાણી અને નાના દ્રાવ્ય પદાર્થો જેવા કે યુરિયા,ગ્લુકોઝ અને એમિનો એસિડ ગળાઈ જાય છે.
જોકે,મોટા રુધિરરસ પ્રોટીન જેવા કે ગ્લોબ્યુલિન અને આલ્બ્યુમિન કદમાં ખૂબ મોટા હોવાથી ગ્લોમેરુલર પટલની ગાળણ સ્લિટ્સમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી.
તેથી,ગ્લોબ્યુલિન રુધિરમાં જોવા મળે છે પરંતુ ગ્લોમેરુલર ગાળણમાં ગેરહાજર હોય છે.

(C) માનવ મૂત્રપિંડમાં,રુધિર અંતર્વાહી ધમનિકા દ્વારા રુધિરકેશિકાગુચ્છ (glomerulus) માં પ્રવેશે છે અને બહિર્વાહી ધમનિકા દ્વારા બહાર નીકળે છે.
બહિર્વાહી ધમનિકાનો વ્યાસ અંતર્વાહી ધમનિકા કરતા નોંધપાત્ર રીતે ઓછો હોવાથી,રુધિરકેશિકાગુચ્છની અંદર ઉચ્ચ જલીય સ્થિતિકીય દબાણ (hydrostatic pressure) સર્જાય છે.
આ ઉચ્ચ દબાણ અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (ultrafiltration) ની પ્રક્રિયા માટે આવશ્યક છે,જે રુધિરના ગાળણ દ્વારા ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ (glomerular filtrate) બનાવવામાં મદદ કરે છે.
તેથી,સાચું વિધાન એ છે કે બહિર્વાહી ધમનિકા એ અંતર્વાહી ધમનિકા કરતા સાંકડી હોય છે.

(A) મૂત્ર નિર્માણની પ્રક્રિયા ગ્લોમેર્યુલસમાં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન (અતિગાળણ) દ્વારા શરૂ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,રુધિર ઊંચા દબાણ હેઠળ ગ્લોમેર્યુલર કેશિકાની દીવાલ અને બાઉમેનની કોથળીના અંદરના સ્તર દ્વારા ગળાય છે.
આ ગાળણ એટલું સૂક્ષ્મ હોય છે કે મોટા પ્રોટીન અને રુધિરકોષો સિવાય રુધિરરસના લગભગ તમામ ઘટકો બાઉમેનની કોથળીના પોલાણમાં પ્રવેશે છે.
તેથી,ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ એ મૂળભૂત રીતે રુધિરરસ છે જે રુધિરકોષો અને રુધિરરસના પ્રોટીનથી મુક્ત હોય છે.

(C) ઓર્નીથીન ચક્ર (જેને $Urea$ ચક્ર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) એ યકૃતમાં થતી જૈવરાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓની શ્રેણી છે જે ઝેરી $Ammonia$ ને $Urea$ માં રૂપાંતરિત કરે છે.
આ ચક્રના અંતિમ તબક્કામાં,આર્જીનેઝ ઉત્સેચક આર્જીનીનનું જળવિભાજન (hydrolysis) કરે છે.
આ પ્રતિક્રિયા દ્વારા $Urea$ ઉત્પન્ન થાય છે અને ઓર્નીથીન ફરીથી પ્રાપ્ત થાય છે.
ત્યારબાદ ઓર્નીથીન ફરીથી ચક્રમાં પ્રવેશે છે અને $Carbamoyl$ $Phosphate$ સાથે જોડાઈને પ્રક્રિયાને આગળ વધારે છે.

(D) મૂત્ર નિર્માણની પ્રક્રિયા રુધિરકેશિકાગુચ્છ (glomerulus) માં અલ્ટ્રાફિલ્ટ્રેશન દ્વારા શરૂ થાય છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન,રુધિર ત્રણ સ્તરોમાંથી ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ ગળાય છે: રુધિરકેશિકાગુચ્છની અંતઃચ્છદ,બાઉમેનની કોથળીની અધિચ્છદ (પોડોસાઇટ્સ) અને આ બે સ્તરો વચ્ચે આવેલું આધારક પટલ.
ગાળણ છિદ્રો અને આધારક પટલના નાના કદને કારણે,રુધિર કોષો (RBCs,WBCs,ત્રાકકણો),પ્રોટીન (જેમ કે આલ્બ્યુમિન અને ગ્લોબ્યુલિન) અને ચરબીના મોટા ગોલકો ગાળણમાંથી પસાર થઈ શકતા નથી.
તેથી,રુધિરકેશિકાગુચ્છ ગાળણ એ મૂળભૂત રીતે પ્રોટીન અને રુધિર કોષો વગરનું પ્લાઝ્મા છે.
આમ,રુધિરકેશિકાગુચ્છ ગાળણમાં ઉપરોક્ત તમામ ઘટકો ગેરહાજર હોય છે.

(D) મૂત્રપિંડ ગાળણ,પુનઃશોષણ અને સ્ત્રાવનું કાર્ય કરે છે.
$1$. યુરિયા અને યુરિક એસિડ એ નાઈટ્રોજનયુક્ત ઉત્સર્ગ દ્રવ્યો છે જે મૂત્રપિંડ દ્વારા ગળાઈને બહાર નીકળે છે,તેથી તેની સાંદ્રતામાં ફેરફાર થાય છે.
$2$. ગ્લુકોઝ ગળાય છે પરંતુ નિકટવર્તી ગૂંચળાદાર નલિકા $(PCT)$ માં તેનું લગભગ સંપૂર્ણપણે પુનઃશોષણ થાય છે,તેથી તેની સાંદ્રતામાં ફેરફાર થાય છે.
$3$. પ્રોટીન (જેમ કે આલ્બ્યુમિન અને ગ્લોબ્યુલિન) એ મોટા અણુઓ છે જે સામાન્ય રીતે ગ્લોમેરુલસ દ્વારા બાઉમેનની કોથળીમાં ગળાતા નથી.
$4$. તેથી,મૂત્રપિંડમાંથી પસાર થયા પછી રુધિરમાં પ્રોટીનની સાંદ્રતામાં કોઈ ખાસ ફેરફાર થતો નથી.
$5$. આમ,ગ્લુકોઝ અને પ્રોટીન એવા ઘટકો છે જે યુરિયાની જેમ ઉત્સર્ગ દ્રવ્યો તરીકે શરીરમાંથી બહાર નીકળતા નથી.

(D) મૂત્રપિંડ રુધિરને ગાળીને ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ ઉત્પન્ન કરે છે।
એક તંદુરસ્ત મનુષ્યમાં, ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ દર $(GFR)$ આશરે $125 \, mL$ પ્રતિ મિનિટ હોય છે।
$24$ કલાકમાં ઉત્પન્ન થતા કુલ ગાળણની ગણતરી નીચે મુજબ છે:
$125 \, mL/min \times 60 \, min/hour \times 24 \, hours = 180,000 \, mL$ પ્રતિ દિવસ।
આને લિટરમાં ફેરવતા, $180,000 \, mL / 1000 = 180$ લિટર પ્રતિ દિવસ થાય છે।
તેથી, $24$ કલાકમાં ઉત્પન્ન થતું કુલ ગ્લોમેર્યુલર ગાળણ $180$ લિટર છે।