Ch 16Excretory Products and their Eliminationउत्सर्जी उत्पाद एवं उनका निष्कासनExcretory Products and their Elimination
Modes of excretion, human excretory system, urine formation, functions of the tubules, counter current mechanism, regulation of kidney function, micturition, role of other organs and disorders — with tappable diagrams.उत्सर्जन के प्रकार, मानव उत्सर्जन तंत्र, मूत्र निर्माण, नलिकाओं के कार्य, प्रतिधारा क्रियाविधि, वृक्क कार्य का नियमन, मूत्रण, अन्य अंगों की भूमिका और विकार — टैप करने वाले चित्रों के साथ।Excretion ke types, human excretory system, urine formation, tubules ke kaam, counter current, kidney regulation, micturition, doosre organs aur disorders — tap wale diagrams ke saath.
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Diagrams in this chapterइस अध्याय के डायग्रामIs chapter ke diagrams
Human urinary systemमानव उत्सर्जन तंत्रHuman urinary systemFig 16.1
Longitudinal section of kidneyवृक्क की अनुदैर्ध्य काटLongitudinal section of kidneyFig 16.2
Nephron with blood vesselsरुधिर वाहिकाओं सहित वृक्काणुNephron with blood vesselsFig 16.3
Malpighian body (renal corpuscle)मैलपीगी काय (वृक्क कणिका)Malpighian body (renal corpuscle)Fig 16.4
Counter current mechanismप्रतिधारा क्रियाविधिCounter current mechanismFig 16.6In this chapter (NCERT sections)इस अध्याय में (NCERT खंड)Is chapter mein (NCERT sections)
- 16.1Human excretory systemमानव उत्सर्जन तंत्रHuman excretory system
- 16.2Urine formationमूत्र निर्माणUrine kaise banta hai
- 16.3Function of the tubulesनलिकाओं के कार्यTubules ke kaam
- 16.4Mechanism of concentration of the filtrateनिस्यंद के सांद्रण की क्रियाविधिUrine concentrate kaise hota hai
- 16.5Regulation of kidney functionवृक्क कार्य का नियमनKidney ka regulation
- 16.6Micturitionमूत्रणMicturition
- 16.7Role of other organs in excretionउत्सर्जन में अन्य अंगों की भूमिकाDoosre organs ka role
- 16.8Disorders of the excretory systemउत्सर्जन तंत्र के विकारExcretory disorders
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- ✎NCERT questions — short answersNCERT प्रश्न — संक्षिप्त उत्तरNCERT questions — short answers
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Animals accumulate ammonia, urea, uric acid, CO₂, water and ions (Na⁺, K⁺, Cl⁻, phosphate, sulphate) by metabolism or excess intake; these have to be removed totally or partially. The major forms of nitrogenous wastes are ammonia, urea and uric acid. Ammonia is the most toxic and needs large amounts of water for its elimination, whereas uric acid is the least toxic and can be removed with a minimum loss of water.जीवों में उपापचय या अधिक अंतर्ग्रहण से अमोनिया, यूरिया, यूरिक अम्ल, CO₂, जल और आयन (Na⁺, K⁺, Cl⁻, फॉस्फेट, सल्फेट) एकत्र होते हैं, जिन्हें पूर्णतः या आंशिक रूप से निकालना आवश्यक। प्रमुख नाइट्रोजनी अपशिष्ट अमोनिया, यूरिया और यूरिक अम्ल हैं। अमोनिया सबसे अधिक विषैला — निष्कासन के लिए बहुत जल चाहिए; यूरिक अम्ल सबसे कम विषैला — न्यूनतम जल हानि से निकलता।Body mein ammonia, urea, uric acid, CO₂, paani aur ions jama hote hain — inhe nikaalna padta hai. Ammonia sabse zyada toxic (bahut paani chahiye), uric acid sabse kam toxic (kam paani mein nikal jaata hai).
- Ammonotelism — excreting ammonia; many bony fishes, aquatic amphibians and aquatic insects. Ammonia, being readily soluble, is excreted by diffusion across body surfaces or through gill surfaces (in fish) as ammonium ions; kidneys play no significant role.अमोनियोत्सर्ग (अमोनिया उत्सर्जी) — अमोनिया का उत्सर्जन; अनेक अस्थिल मछलियाँ, जलीय उभयचर, जलीय कीट। अमोनिया आसानी से घुलनशील, अतः शरीर सतह या (मछली में) क्लोम सतह से अमोनियम आयन के रूप में विसरण द्वारा; वृक्कों की विशेष भूमिका नहीं।Ammonotelic — bony fishes, aquatic amphibians, aquatic insects; body surface/gills se diffusion.
- Ureotelism — ammonia is converted into urea in the liver and released into blood, which the kidneys filter out; mammals, many terrestrial amphibians and marine fishes. Some urea may be retained in the kidney matrix of some animals to maintain the desired osmolarity.यूरिया उत्सर्जी — अमोनिया यकृत में यूरिया में बदलकर रुधिर में, फिर वृक्कों द्वारा निस्यंदित; स्तनधारी, अनेक स्थलीय उभयचर, समुद्री मछलियाँ। कुछ प्राणियों में वांछित परासरणता के लिए कुछ यूरिया वृक्क आधात्री में रोका जाता।Ureotelic — liver mein ammonia → urea; mammals, terrestrial amphibians, marine fishes.
- Uricotelism — uric acid excreted as pellet or paste with a minimum loss of water; reptiles, birds, land snails and insects.यूरिक अम्ल उत्सर्जी — न्यूनतम जल हानि के साथ गोली या पेस्ट के रूप में यूरिक अम्ल; सरीसृप, पक्षी, स्थलीय घोंघे, कीट।Uricotelic — reptiles, birds, land snails, insects (paste/pellet, kam paani).
Excretory structures: protonephridia (flame cells) in Platyhelminthes (e.g., Planaria), rotifers, some annelids and the cephalochordate Amphioxus — mainly for osmoregulation; nephridia in earthworms and other annelids; Malpighian tubules in most insects including cockroaches; antennal glands (green glands) in crustaceans like prawns. Vertebrates have complex tubular organs called kidneys.उत्सर्जी संरचनाएँ: आदिवृक्कक (ज्वाला कोशिकाएँ) — प्लेटिहेल्मिंथीज़ (जैसे प्लेनेरिया), रोटिफर, कुछ ऐनेलिड और शीर्षरज्जुकी एम्फिऑक्सस — मुख्यतः परासरण नियमन; वृक्कक (नेफ्रीडिया) — केंचुआ व अन्य ऐनेलिड; मैलपीगी नलिकाएँ — कॉकरोच सहित अधिकांश कीट; शृंगिका ग्रंथियाँ (हरित ग्रंथियाँ) — झींगा जैसे क्रस्टेशियन। कशेरुकियों में जटिल नलिकाकार अंग वृक्क।Excretory structures: flame cells/protonephridia (Planaria, rotifers, Amphioxus), nephridia (earthworm), Malpighian tubules (insects, cockroach), green glands (prawn), vertebrates mein kidneys.
16.1Human excretory systemमानव उत्सर्जन तंत्रHuman excretory system
It consists of a pair of kidneys, one pair of ureters, a urinary bladder and a urethra. Kidneys are reddish brown, bean-shaped, situated between the last thoracic and third lumbar vertebra close to the dorsal inner wall of the abdominal cavity. Each adult kidney is 10–12 cm long, 5–7 cm wide, 2–3 cm thick and weighs 120–170 g. A notch on the inner concave surface, the hilum, lets the ureter, blood vessels and nerves enter; inner to it is the funnel-shaped renal pelvis with projections called calyces. 3D urinary system3D · 3D kidney3Dइसमें एक जोड़ी वृक्क, एक जोड़ी मूत्रवाहिनी, एक मूत्राशय और एक मूत्रमार्ग। वृक्क लाल-भूरे, सेम के आकार के, अंतिम वक्षीय और तीसरी कटि कशेरुका के बीच उदर गुहा की पृष्ठ भित्ति के पास। वयस्क वृक्क 10–12 cm लंबा, 5–7 cm चौड़ा, 2–3 cm मोटा, भार 120–170 g। भीतरी अवतल सतह पर खाँच नाभिका (हाइलम) से मूत्रवाहिनी, रुधिर वाहिकाएँ और तंत्रिकाएँ प्रवेश करतीं; इसके भीतर कीपाकार वृक्क श्रोणि, जिसके प्रवर्ध कैलिक्स (चषक)। 3D उत्सर्जन तंत्र3D · 3D वृक्क3D2 kidneys, 2 ureters, bladder, urethra. Kidney: last thoracic se 3rd lumbar vertebra, 10–12 × 5–7 × 2–3 cm, 120–170 g. Hilum se ureter, vessels, nerves; andar renal pelvis aur calyces. 3D urinary system3D · 3D kidney3D
The kidney has a tough capsule, an outer cortex and an inner medulla. The medulla is divided into a few conical medullary pyramids projecting into the calyces; the cortex extends between them as renal columns (columns of Bertini).वृक्क पर कठोर संपुट; बाहर वल्कुट, भीतर मध्यांश। मध्यांश कुछ शंक्वाकार मध्यांश पिरामिडों में बँटा जो कैलिक्स में उभरे; वल्कुट इनके बीच वृक्क स्तंभ (बर्तीनी के स्तंभ) के रूप में।Kidney: capsule, bahar cortex, andar medulla (pyramids). Pyramids ke beech cortex = columns of Bertini.
Each kidney has nearly one million nephrons — the functional units. A nephron has the glomerulus (a tuft of capillaries formed by the afferent arteriole, drained by the efferent arteriole) and the renal tubule: Bowman’s capsule → proximal convoluted tubule (PCT) → hairpin Henle’s loop (descending and ascending limbs) → distal convoluted tubule (DCT) → collecting duct (many DCTs open into one; collecting ducts converge and open into the pelvis through the pyramids). Glomerulus + Bowman’s capsule = Malpighian body (renal corpuscle). Malpighian body, PCT and DCT lie in the cortex; the loop dips into the medulla.प्रत्येक वृक्क में लगभग दस लाख वृक्काणु — कार्यात्मक इकाइयाँ। वृक्काणु में केशिकागुच्छ (अभिवाही धमनिका से बना केशिका-गुच्छ, रुधिर अपवाही धमनिका से बाहर) और वृक्क नलिका: बोमन संपुट → समीपस्थ संवलित नलिका (PCT) → हेयरपिन जैसा हेनले लूप (अवरोही व आरोही भुजा) → दूरस्थ संवलित नलिका (DCT) → संग्राहक नलिका (कई DCT एक में खुलतीं; संग्राहक नलिकाएँ पिरामिडों से होकर श्रोणि में)। केशिकागुच्छ + बोमन संपुट = मैलपीगी काय (वृक्क कणिका)। मैलपीगी काय, PCT, DCT वल्कुट में; लूप मध्यांश में।Har kidney mein ~10 lakh nephrons. Glomerulus (afferent se bana, efferent se bahar) + tubule: Bowman’s capsule → PCT → Henle’s loop → DCT → collecting duct. Glomerulus + capsule = Malpighian body. Malpighian body, PCT, DCT cortex mein; loop medulla mein.
In most nephrons the loop of Henle is short and extends only a little into the medulla — cortical nephrons. In some, the loop is very long and runs deep into the medulla — juxta medullary nephrons. The efferent arteriole forms a fine peritubular capillary network around the tubule; a minute vessel of it runs parallel to Henle’s loop forming the U-shaped vasa recta, absent or highly reduced in cortical nephrons.अधिकांश वृक्काणुओं में हेनले लूप छोटा, मध्यांश में थोड़ा ही — वल्कुटीय वृक्काणु। कुछ में लूप बहुत लंबा, मध्यांश में गहरा — सान्निध्य मध्यांश (जक्सटा मेडुलरी) वृक्काणु। अपवाही धमनिका नलिका के चारों ओर सूक्ष्म परिनलिका केशिका जाल बनाती; इसकी एक सूक्ष्म वाहिका हेनले लूप के समांतर U-आकार की वासा रेक्टा बनाती, जो वल्कुटीय वृक्काणुओं में अनुपस्थित या अति ह्रासित।Cortical nephrons — chhota loop; juxta medullary — lamba loop, medulla mein gehra. Efferent arteriole → peritubular capillaries; loop ke parallel U-shape vasa recta (cortical nephrons mein nahi ya bahut kam).
16.2Urine formationमूत्र निर्माणUrine kaise banta hai
Urine formation involves three processes: glomerular filtration, reabsorption and secretion. On average 1100–1200 mL of blood is filtered per minute (about 1/5th of the blood pumped by each ventricle per minute). Glomerular capillary blood pressure filters blood through three layers — the endothelium of glomerular blood vessels, the epithelium of Bowman’s capsule and a basement membrane between them. The capsule’s epithelial cells, podocytes, leave minute filtration slits (slit pores). Almost all plasma constituents except proteins pass into the capsule — this is ultrafiltration.मूत्र निर्माण में तीन प्रक्रियाएँ: केशिकागुच्छीय निस्यंदन, पुनरवशोषण और स्रवण। औसतन 1100–1200 mL रुधिर प्रति मिनट निस्यंदित (प्रत्येक निलय द्वारा प्रति मिनट पंप रुधिर का लगभग 1/5)। केशिकागुच्छ का रुधिर दाब तीन परतों से निस्यंदन करता — केशिकाओं की अंतःस्तर कोशिकाएँ, बोमन संपुट की उपकला और बीच की आधार झिल्ली। संपुट की उपकला कोशिकाएँ — पदाणु (पोडोसाइट्स) — सूक्ष्म निस्यंदन छिद्र (स्लिट छिद्र) छोड़तीं। प्रोटीन को छोड़ प्लाज़्मा के लगभग सभी घटक संपुट में — परानिस्यंदन (अल्ट्राफिल्ट्रेशन)।Teen steps: filtration, reabsorption, secretion. ~1100–1200 mL blood/min filter hota hai. 3 layers: endothelium, basement membrane, podocytes (filtration slits). Proteins chhod kar sab capsule mein — ultrafiltration.
The amount of filtrate formed by the kidneys per minute is the glomerular filtration rate (GFR) — about 125 mL/min, i.e., 180 litres per day! The kidneys have built-in mechanisms to regulate GFR; one is carried out by the juxta glomerular apparatus (JGA) — a special sensitive region formed by cellular modifications in the DCT and the afferent arteriole at their point of contact. A fall in GFR activates the JG cells to release renin, which stimulates glomerular blood flow and brings the GFR back to normal.वृक्कों द्वारा प्रति मिनट बना निस्यंद = केशिकागुच्छीय निस्यंदन दर (GFR) — लगभग 125 mL/मिनट, अर्थात् 180 लीटर प्रतिदिन! वृक्कों में GFR नियमन की अंतर्निहित क्रियाविधियाँ हैं; एक गुच्छीय आसन्न उपकरण (JGA) द्वारा — DCT और अभिवाही धमनिका के संपर्क स्थल पर कोशिकीय रूपांतरण से बना विशेष संवेदी क्षेत्र। GFR गिरने पर JG कोशिकाएँ रेनिन मुक्त करतीं, जो केशिकागुच्छ रुधिर प्रवाह बढ़ाकर GFR सामान्य करता।GFR ≈ 125 mL/min = 180 L/day! GFR control: JGA (DCT + afferent arteriole ka contact point). GFR gire to JG cells renin chhodti hain → GFR normal.
Since only about 1–1.5 litres of urine is released per day, nearly 99% of the filtrate is reabsorbed by the renal tubules — by active (glucose, amino acids, Na⁺) or passive transport (nitrogenous wastes; water too, mainly passively in the initial segments). During urine formation the tubular cells secrete H⁺, K⁺ and ammonia into the filtrate — important for the ionic and acid–base balance of body fluids.चूँकि प्रतिदिन केवल 1–1.5 लीटर मूत्र निकलता है, लगभग 99% निस्यंद वृक्क नलिकाओं द्वारा पुनरवशोषित — सक्रिय (ग्लूकोज़, अमीनो अम्ल, Na⁺) या निष्क्रिय परिवहन (नाइट्रोजनी अपशिष्ट; जल भी, प्रारंभिक भागों में मुख्यतः निष्क्रिय)। मूत्र निर्माण में नलिका कोशिकाएँ निस्यंद में H⁺, K⁺ और अमोनिया स्रावित करतीं — शरीर द्रवों के आयनी व अम्ल-क्षार संतुलन हेतु आवश्यक।Roz sirf 1–1.5 L urine, matlab 99% filtrate reabsorb. Glucose, amino acids, Na⁺ — active; nitrogenous wastes, paani — passive. Tubule cells H⁺, K⁺, NH₃ secrete karti hain → ionic aur acid-base balance.
16.3Function of the tubulesनलिकाओं के कार्यTubules ke kaam
- PCT — lined by simple cuboidal brush border epithelium (more surface for reabsorption). Nearly all essential nutrients and 70–80% of electrolytes and water are reabsorbed here. Maintains pH and ionic balance by selective secretion of H⁺ and ammonia into the filtrate and absorption of HCO₃⁻ from it.PCT — सरल घनाकार ब्रश बॉर्डर उपकला (पुनरवशोषण हेतु अधिक सतह)। लगभग सभी आवश्यक पोषक और 70–80% इलेक्ट्रोलाइट व जल यहीं पुनरवशोषित। निस्यंद में H⁺ व अमोनिया के चयनात्मक स्रवण और HCO₃⁻ के अवशोषण से pH व आयनी संतुलन।PCT — brush border; saare nutrients + 70–80% electrolytes aur paani yahan reabsorb; H⁺, NH₃ secrete, HCO₃⁻ absorb.
- Henle’s loop — reabsorption is minimum in its ascending limb, but it maintains the high osmolarity of the medullary interstitial fluid. The descending limb is permeable to water but almost impermeable to electrolytes (filtrate concentrates as it moves down); the ascending limb is impermeable to water but allows transport of electrolytes (filtrate gets diluted as it moves up).हेनले लूप — आरोही भुजा में पुनरवशोषण न्यूनतम, पर यह मध्यांश अंतराली द्रव की उच्च परासरणता बनाए रखता। अवरोही भुजा जल के लिए पारगम्य, इलेक्ट्रोलाइट के लिए लगभग अपारगम्य (नीचे जाते निस्यंद सांद्र); आरोही भुजा जल के लिए अपारगम्य, इलेक्ट्रोलाइट परिवहन होता (ऊपर जाते निस्यंद तनु)।Henle’s loop — descending: paani bahar (electrolytes nahi) → concentrated; ascending: paani nahi, electrolytes bahar → dilute. Medulla ki high osmolarity banaye rakhta hai.
- DCT — conditional reabsorption of Na⁺ and water; reabsorbs HCO₃⁻ and selectively secretes H⁺, K⁺ and NH₃ to maintain pH and sodium–potassium balance of blood.DCT — Na⁺ और जल का सशर्त पुनरवशोषण; HCO₃⁻ पुनरवशोषित, रुधिर का pH व सोडियम-पोटैशियम संतुलन बनाए रखने हेतु H⁺, K⁺, NH₃ का चयनात्मक स्रवण।DCT — Na⁺ aur paani ka conditional reabsorption; HCO₃⁻ wapas; H⁺, K⁺, NH₃ secrete.
- Collecting duct — extends from the cortex to the inner medulla; large amounts of water can be reabsorbed here to produce concentrated urine. It lets small amounts of urea into the medullary interstitium to keep up osmolarity and secretes H⁺ and K⁺ to maintain pH and ionic balance.संग्राहक नलिका — वल्कुट से भीतरी मध्यांश तक; यहाँ अधिक मात्रा में जल पुनरवशोषित होकर सांद्र मूत्र। परासरणता बनाए रखने हेतु थोड़ा यूरिया मध्यांश अंतराली में जाने देती; pH व आयनी संतुलन हेतु H⁺ व K⁺ स्रावित।Collecting duct — zyada paani reabsorb → concentrated urine; thoda urea medulla mein; H⁺, K⁺ secrete.
16.4Mechanism of concentration of the filtrateनिस्यंद के सांद्रण की क्रियाविधिUrine concentrate kaise hota hai
Mammals can produce concentrated urine; Henle’s loop and vasa recta play a significant role. Flow of filtrate in the two limbs of Henle’s loop is in opposite directions — a counter current; the flow of blood through the two limbs of vasa recta is also counter current. Their proximity, plus the counter current, builds an increasing osmolarity towards the inner medulla — from 300 mOsmol L⁻¹ in the cortex to about 1200 mOsmol L⁻¹ in the inner medulla — caused mainly by NaCl and urea.स्तनधारी सांद्र मूत्र बना सकते हैं; इसमें हेनले लूप और वासा रेक्टा की महत्वपूर्ण भूमिका। हेनले लूप की दोनों भुजाओं में निस्यंद का प्रवाह विपरीत दिशाओं में — प्रतिधारा; वासा रेक्टा की दोनों भुजाओं में रुधिर प्रवाह भी प्रतिधारा। इनकी निकटता और प्रतिधारा से भीतरी मध्यांश की ओर बढ़ती परासरणता — वल्कुट में 300 mOsmol L⁻¹ से भीतरी मध्यांश में लगभग 1200 mOsmol L⁻¹ — मुख्यतः NaCl और यूरिया के कारण।Henle’s loop ke dono limbs mein flow ulta (counter current), vasa recta mein bhi. Isse medulla mein gradient: 300 (cortex) → 1200 mOsmol L⁻¹ (inner medulla) — mainly NaCl + urea se.
NaCl is transported out by the ascending limb of Henle’s loop and exchanged with the descending limb of vasa recta; it is returned to the interstitium by the ascending portion of vasa recta. Similarly, small amounts of urea enter the thin segment of the ascending limb of Henle’s loop and are transported back to the interstitium by the collecting tubule. This special arrangement is the counter current mechanism; it maintains the gradient, which helps easy passage of water from the collecting tubule — so human kidneys can produce urine nearly four times more concentrated than the initial filtrate.NaCl हेनले लूप की आरोही भुजा से बाहर जाकर वासा रेक्टा की अवरोही भुजा से विनिमय होता; वासा रेक्टा का आरोही भाग इसे फिर अंतराली में लौटाता। इसी प्रकार थोड़ा यूरिया हेनले लूप की आरोही भुजा के पतले भाग में प्रवेश करता और संग्राहक नलिका द्वारा वापस अंतराली में पहुँचता। यह विशेष व्यवस्था प्रतिधारा क्रियाविधि है; यह प्रवणता बनाए रखती जिससे संग्राहक नलिका से जल आसानी से निकलता — अतः मानव वृक्क प्रारंभिक निस्यंद से लगभग चार गुना सांद्र मूत्र बना सकते हैं।NaCl ascending limb se bahar → vasa recta exchange karke wapas interstitium mein. Urea collecting duct se recycle. Ye counter current mechanism gradient banaye rakhta hai → collecting duct se paani nikalta hai → urine 4 guna concentrated.
16.5Regulation of kidney functionवृक्क कार्य का नियमनKidney ka regulation
Kidney function is regulated by hormonal feedback involving the hypothalamus, JGA and to some extent the heart. Osmoreceptors are activated by changes in blood volume, body fluid volume and ionic concentration. Excessive loss of fluid activates them → hypothalamus releases antidiuretic hormone (ADH) or vasopressin from the neurohypophysis → water reabsorption from the latter parts of the tubule increases → diuresis is prevented. An increase in body fluid volume switches off the osmoreceptors and suppresses ADH release. ADH also constricts blood vessels, raising blood pressure and thus glomerular blood flow and GFR.वृक्क कार्य का नियमन हाइपोथैलेमस, JGA और कुछ सीमा तक हृदय से जुड़े हॉर्मोनी प्रतिपुष्टि तंत्र द्वारा। रुधिर आयतन, शरीर द्रव आयतन व आयनी सांद्रता के परिवर्तन से परासरण ग्राही सक्रिय। अधिक द्रव हानि से ये सक्रिय → हाइपोथैलेमस तंत्रिका पिट्यूटरी से प्रतिमूत्रल हॉर्मोन (ADH) या वैसोप्रेसिन मुक्त कराता → नलिका के अंतिम भागों से जल पुनरवशोषण बढ़ता → मूत्राधिक्य (डाइयूरेसिस) रुकता। शरीर द्रव आयतन बढ़ने पर ग्राही बंद, ADH स्राव दब जाता। ADH रुधिर वाहिकाएँ संकीर्ण कर रक्तचाप बढ़ाता, जिससे केशिकागुच्छ रुधिर प्रवाह व GFR बढ़ते।Control: hypothalamus, JGA, heart. Paani kam ho → osmoreceptors → ADH (vasopressin) → DCT/collecting duct se zyada paani wapas → diuresis ruk jaata. Paani zyada ho → ADH band. ADH BP bhi badhata hai → GFR badhta.
A fall in glomerular blood flow / pressure / GFR activates JG cells to release renin, which converts angiotensinogen in blood to angiotensin I and then angiotensin II. Angiotensin II, a powerful vasoconstrictor, raises glomerular blood pressure and GFR; it also activates the adrenal cortex to release aldosterone, which causes reabsorption of Na⁺ and water from distal parts of the tubule (raising BP and GFR) — the renin–angiotensin mechanism. An increase in blood flow to the atria causes release of atrial natriuretic factor (ANF), which causes vasodilation and decreases blood pressure — a check on the renin–angiotensin mechanism.केशिकागुच्छ रुधिर प्रवाह/दाब/GFR घटने पर JG कोशिकाएँ रेनिन मुक्त करतीं, जो रुधिर के एंजियोटेंसिनोजन को एंजियोटेंसिन-I फिर एंजियोटेंसिन-II में बदलता। एंजियोटेंसिन-II, प्रबल वाहिकासंकीर्णक, केशिकागुच्छ दाब व GFR बढ़ाता; अधिवृक्क वल्कुट को एल्डोस्टेरोन मुक्त करने हेतु प्रेरित करता, जो नलिका के दूरस्थ भागों से Na⁺ व जल का पुनरवशोषण कराता (रक्तचाप व GFR बढ़ते) — रेनिन-एंजियोटेंसिन क्रियाविधि। अलिंदों में रुधिर प्रवाह बढ़ने पर अलिंद नेट्रियूरेटिक कारक (ANF) मुक्त, जो वाहिका विस्फारण कर रक्तचाप घटाता — रेनिन-एंजियोटेंसिन पर नियंत्रण।GFR gire → renin → angiotensinogen → angiotensin I → II (vasoconstrictor, BP ↑) → aldosterone (Na⁺ + paani wapas) = RAAS. Atria mein blood zyada → ANF → vasodilation, BP ↓ — RAAS par check.
16.6Micturitionमूत्रणMicturition
Urine formed by the nephrons is stored in the urinary bladder till a voluntary signal from the central nervous system (CNS). Stretching of the filled bladder stimulates stretch receptors in its wall, which send signals to the CNS; the CNS passes motor messages to contract the bladder’s smooth muscles and simultaneously relax the urethral sphincter, releasing urine. The process is micturition and the neural mechanism is the micturition reflex. An adult excretes 1–1.5 L of urine per day — light yellow, watery, slightly acidic (pH 6.0) with a characteristic odour; on average 25–30 g of urea per day. Glycosuria (glucose) and ketonuria (ketone bodies) in urine indicate diabetes mellitus.वृक्काणुओं में बना मूत्र मूत्राशय में संचित रहता है जब तक केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (CNS) से ऐच्छिक संकेत न मिले। भरे मूत्राशय के फैलने से भित्ति के तनन ग्राही उद्दीपित होकर CNS को संकेत भेजते; CNS मूत्राशय की चिकनी पेशियों के संकुचन और साथ ही मूत्रमार्ग संकोचक (स्फिंक्टर) के शिथिलन का प्रेरक संदेश भेजता, मूत्र बाहर। यह क्रिया मूत्रण और इसकी तंत्रिका क्रियाविधि मूत्रण प्रतिवर्त। वयस्क प्रतिदिन 1–1.5 L मूत्र — हल्का पीला, जलीय, थोड़ा अम्लीय (pH 6.0), विशिष्ट गंध; औसतन 25–30 g यूरिया प्रतिदिन। मूत्र में ग्लूकोज़ (ग्लाइकोसूरिया) व कीटोन काय (कीटोनूरिया) मधुमेह के सूचक।Urine bladder mein store. Bladder bhare → stretch receptors → CNS → bladder muscles contract + urethral sphincter relax → urine bahar = micturition reflex. Roz 1–1.5 L, pH 6.0, 25–30 g urea. Urine mein glucose (glycosuria) / ketone (ketonuria) = diabetes mellitus.
16.7Role of other organs in excretionउत्सर्जन में अन्य अंगों की भूमिकाDoosre organs ka role
- Lungs — remove large amounts of CO₂ (about 200 mL/min) and significant quantities of water every day.फेफड़े — प्रतिदिन बड़ी मात्रा में CO₂ (लगभग 200 mL/मिनट) और पर्याप्त जल निकालते।Lungs — CO₂ ~200 mL/min + paani.
- Liver — the largest gland; its bile carries bilirubin, biliverdin, cholesterol, degraded steroid hormones, vitamins and drugs, which pass out with digestive wastes.यकृत — सबसे बड़ी ग्रंथि; पित्त में बिलीरुबिन, बिलिवर्डिन, कोलेस्टेरॉल, निम्नीकृत स्टेरॉयड हॉर्मोन, विटामिन व औषधियाँ, जो पाचन अपशिष्ट के साथ बाहर।Liver — bile mein bilirubin, biliverdin, cholesterol, steroid hormones, vitamins, drugs.
- Skin — sweat (watery fluid with NaCl, small amounts of urea, lactic acid, etc.; main function is cooling) and sebum from sebaceous glands (sterols, hydrocarbons and waxes; gives a protective oily covering). Small amounts of nitrogenous wastes also leave through saliva.त्वचा — स्वेद (पसीना) (NaCl, थोड़ा यूरिया, लैक्टिक अम्ल आदि युक्त जलीय द्रव; मुख्य कार्य ठंडक) और तैल ग्रंथियों का सीबम (स्टेरॉल, हाइड्रोकार्बन, मोम; सुरक्षात्मक तैलीय आवरण)। लार से भी थोड़ा नाइट्रोजनी अपशिष्ट।Skin — sweat (NaCl, thoda urea, lactic acid; cooling) aur sebum (sterols, hydrocarbons, waxes). Saliva se bhi thoda.
16.8Disorders of the excretory systemउत्सर्जन तंत्र के विकारExcretory disorders
- Uremia — malfunction of kidneys leads to accumulation of urea in blood; highly harmful and may lead to kidney failure. Treated by haemodialysis: blood drawn from a convenient artery is pumped, after adding an anticoagulant like heparin, into a dialysing unit — a coiled cellophane tube surrounded by dialysing fluid with the same composition as plasma except the nitrogenous wastes; wastes move out by the concentration gradient, and the cleared blood is pumped back through a vein after adding anti-heparin.यूरीमिया — वृक्कों की खराबी से रुधिर में यूरिया का संचय; अत्यंत हानिकारक, वृक्क विफलता तक। उपचार रुधिर अपोहन (हीमोडायलिसिस): सुविधाजनक धमनी से लिया रुधिर, हिपैरिन जैसे प्रतिस्कंदक मिलाकर, अपोहन इकाई में — कुंडलित सेलोफ़ेन नलिका जिसके चारों ओर अपोहन द्रव, जिसकी संरचना नाइट्रोजनी अपशिष्टों को छोड़कर प्लाज़्मा जैसी; सांद्रता प्रवणता से अपशिष्ट बाहर, फिर प्रति-हिपैरिन मिलाकर शुद्ध रुधिर शिरा द्वारा वापस।Uremia — blood mein urea jama. Ilaaj: haemodialysis — heparin mila ke blood cellophane tube se; dialysing fluid = plasma minus nitrogenous wastes; phir anti-heparin ke saath wapas vein mein.
- Kidney transplantation — the ultimate method for acute renal failure; a functioning kidney from a donor, preferably a close relative, is used to minimise rejection by the immune system.वृक्क प्रत्यारोपण — तीव्र वृक्क विफलता का अंतिम उपाय; प्रतिरक्षा तंत्र द्वारा अस्वीकृति कम करने हेतु दाता (अधिमानतः निकट संबंधी) का कार्यरत वृक्क।Kidney transplant — final ilaaj; close relative ka kidney (rejection kam).
- Renal calculi — stone or insoluble mass of crystallised salts (oxalates, etc.) formed within the kidney.वृक्क पथरी (रीनल कैलकुली) — वृक्क में बनी पथरी या क्रिस्टलित लवणों (ऑक्सेलेट आदि) का अघुलनशील पिंड।Renal calculi — kidney stones (oxalates).
- Glomerulonephritis — inflammation of the glomeruli of the kidney.ग्लोमेरुलोनेफ्राइटिस (गुच्छ वृक्कशोथ) — वृक्क के केशिकागुच्छों की सूजन।Glomerulonephritis — glomeruli mein sujan.
★ Yaad rakho — quick revision★ याद रखो — झटपट दोहराव★ Yaad rakho — quick revision
- Toxicity: ammonia > urea > uric acid; water needed: ammonia most, uric acid least.विषाक्तता: अमोनिया > यूरिया > यूरिक अम्ल; आवश्यक जल: अमोनिया सर्वाधिक, यूरिक अम्ल न्यूनतम।Toxic: ammonia > urea > uric acid; paani bhi isi order mein.
- Ammonotelic: bony fishes, aquatic amphibians & insects · Ureotelic: mammals, terrestrial amphibians, marine fishes · Uricotelic: reptiles, birds, land snails, insects.अमोनिया उत्सर्जी: अस्थिल मछलियाँ, जलीय उभयचर व कीट · यूरिया उत्सर्जी: स्तनधारी, स्थलीय उभयचर, समुद्री मछलियाँ · यूरिक अम्ल उत्सर्जी: सरीसृप, पक्षी, स्थलीय घोंघे, कीट।Ammonotelic — bony fish; ureotelic — mammals; uricotelic — birds, reptiles, insects.
- Flame cells — Planaria, rotifers, Amphioxus · nephridia — earthworm · Malpighian tubules — cockroach · green glands — prawn.ज्वाला कोशिकाएँ — प्लेनेरिया, रोटिफर, एम्फिऑक्सस · वृक्कक — केंचुआ · मैलपीगी नलिकाएँ — कॉकरोच · हरित ग्रंथियाँ — झींगा।Flame cells — Planaria/Amphioxus; nephridia — earthworm; Malpighian — cockroach; green glands — prawn.
- Kidney: T12–L3, 10–12 × 5–7 × 2–3 cm, 120–170 g, ~1 million nephrons.वृक्क: अंतिम वक्षीय–तीसरी कटि कशेरुका, 10–12 × 5–7 × 2–3 cm, 120–170 g, ~10 लाख वृक्काणु।Kidney: 10–12 cm, 120–170 g, ~10 lakh nephrons.
- Blood filtered 1100–1200 mL/min; GFR 125 mL/min = 180 L/day; urine 1–1.5 L/day → ~99% reabsorbed.निस्यंदित रुधिर 1100–1200 mL/मिनट; GFR 125 mL/मिनट = 180 L/दिन; मूत्र 1–1.5 L/दिन → ~99% पुनरवशोषित।GFR 125 mL/min = 180 L/day; urine 1–1.5 L → 99% reabsorb.
- PCT reabsorbs all nutrients + 70–80% electrolytes & water. Descending limb: water out; ascending limb: NaCl out, no water.PCT: सभी पोषक + 70–80% इलेक्ट्रोलाइट व जल। अवरोही भुजा: जल बाहर; आरोही भुजा: NaCl बाहर, जल नहीं।PCT = max reabsorption. Descending = paani bahar; ascending = NaCl bahar.
- Medullary gradient 300 → 1200 mOsmol L⁻¹ (NaCl + urea); urine up to 4× concentrated.मध्यांश प्रवणता 300 → 1200 mOsmol L⁻¹ (NaCl + यूरिया); मूत्र 4 गुना तक सांद्र।Gradient 300 → 1200; urine 4× concentrated.
- ADH ↑ water reabsorption (prevents diuresis); renin → angiotensin II (vasoconstrictor) → aldosterone (Na⁺ & water reabsorbed); ANF → vasodilation, checks RAAS.ADH जल पुनरवशोषण बढ़ाता (मूत्राधिक्य रोकता); रेनिन → एंजियोटेंसिन-II (वाहिकासंकीर्णक) → एल्डोस्टेरोन (Na⁺ व जल पुनरवशोषित); ANF → वाहिका विस्फारण, RAAS पर नियंत्रण।ADH = paani wapas; renin → angiotensin II → aldosterone; ANF = BP kam.
- Urine: pH 6.0, 25–30 g urea/day. Glycosuria/ketonuria → diabetes mellitus. Lungs remove ~200 mL CO₂/min.मूत्र: pH 6.0, 25–30 g यूरिया/दिन। ग्लाइकोसूरिया/कीटोनूरिया → मधुमेह। फेफड़े ~200 mL CO₂/मिनट।Urine pH 6, 25–30 g urea/day; glycosuria = diabetes.
⚠ Common mistakes⚠ आम गलतियाँ⚠ Common mistakes
- Saying ADH makes urine dilute — ADH increases water reabsorption and makes urine concentrated (it is anti-diuretic).ADH से मूत्र तनु होना कहना — ADH जल पुनरवशोषण बढ़ाकर मूत्र को सांद्र बनाता (यह प्रति-मूत्रल है)।ADH se urine concentrated hota hai, dilute nahi.
- Swapping the limbs — the descending limb is permeable to water, the ascending limb is impermeable to water (but moves NaCl).भुजाएँ उलट देना — अवरोही भुजा जल-पारगम्य, आरोही भुजा जल-अपारगम्य (पर NaCl बाहर)।Descending = paani pass; ascending = paani nahi.
- Writing that blood proteins are filtered into Bowman’s capsule — the filtrate is protein-free (ultrafiltration).रुधिर प्रोटीनों का बोमन संपुट में निस्यंदन लिखना — निस्यंद प्रोटीन-रहित होता (परानिस्यंदन)।Filtrate mein protein nahi hota.
- Calling the efferent arteriole wider — the afferent is wider, the efferent narrower; that keeps glomerular pressure high.अपवाही धमनिका को चौड़ी कहना — अभिवाही चौड़ी, अपवाही पतली; इसी से गुच्छ दाब ऊँचा।Afferent chaudi, efferent patli.
- Thinking urea is made in the kidney — urea is made in the liver; the kidney only filters it out.यूरिया का निर्माण वृक्क में मानना — यूरिया यकृत में बनता; वृक्क केवल निस्यंदित करता।Urea liver mein banta hai, kidney sirf nikaalti hai.
- Saying dialysing fluid has no salts — it has the same composition as plasma except nitrogenous wastes.अपोहन द्रव में लवण न होना कहना — इसकी संरचना नाइट्रोजनी अपशिष्ट छोड़कर प्लाज़्मा जैसी।Dialysing fluid = plasma minus nitrogenous wastes.
✎ NCERT questions — short answers✎ NCERT प्रश्न — संक्षिप्त उत्तर✎ NCERT questions — short answers
NCERT exercises (tap a question to see the answer)NCERT अभ्यास (उत्तर देखने के लिए प्रश्न पर टैप करें)NCERT exercises (answer dekhne ke liye question par tap kijiye)
1. Define Glomerular Filtration Rate (GFR).1. गुच्छीय निस्यंदन दर (GFR) को परिभाषित कीजिए।1. GFR define kijiye.
2. Explain the autoregulatory mechanism of GFR.2. GFR की स्वनियमन क्रियाविधि को समझाइए।2. GFR ka autoregulation.
3. Indicate whether the following statements are true or false: (a) Micturition is carried out by a reflex. (b) ADH helps in water elimination, making the urine hypotonic. (c) Protein-free fluid is filtered from blood plasma into the Bowman’s capsule. (d) Henle’s loop plays an important role in concentrating the urine. (e) Glucose is actively reabsorbed in the proximal convoluted tubule.3. निम्नलिखित कथनों को सही अथवा गलत बताइए: (a) मूत्रण प्रतिवर्ती क्रिया द्वारा होता है। (b) ADH मूत्र को अल्पपरासरी बनाते हुए जल के निष्कासन में सहायक होता है। (c) बोमन संपुट में रुधिर प्लाज़्मा से प्रोटीन-रहित तरल निस्यंदित होता है। (d) हेनले लूप मूत्र के सांद्रण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। (e) समीपस्थ संवलित नलिका (PCT) में ग्लूकोज़ सक्रिय रूप से पुनरवशोषित होता है।3. True/False.
4. Give a brief account of the counter current mechanism.4. प्रतिधारा क्रियाविधि का संक्षेप में वर्णन कीजिए।4. Counter current mechanism.
5. Describe the role of liver, lungs and skin in excretion.5. उत्सर्जन में यकृत, फुफ्फुस तथा त्वचा का महत्व बताइए।5. Liver, lungs, skin ka role.
6. Explain micturition.6. मूत्रण की व्याख्या कीजिए।6. Micturition.
7. Match the items of column I with those of column II: (a) Ammonotelism (b) Bowman’s capsule (c) Micturition (d) Uricotelism (e) ADH — (i) Birds (ii) Water reabsorption (iii) Bony fish (iv) Urinary bladder (v) Renal tubule7. स्तंभ I का स्तंभ II से मिलान करें: (a) अमोनियोत्सर्जन (b) बोमन संपुट (c) मूत्रण (d) यूरिक अम्ल उत्सर्जन (e) ADH — (i) पक्षी (ii) जल का पुनरवशोषण (iii) अस्थिल मछलियाँ (iv) मूत्राशय (v) वृक्क नलिका7. Match the columns.
8. What is meant by the term osmoregulation?8. परासरण नियमन का अर्थ बताइए।8. Osmoregulation.
9. Terrestrial animals are generally either ureotelic or uricotelic, not ammonotelic, why?9. स्थलीय प्राणी सामान्यतः यूरिया उत्सर्जी या यूरिक अम्ल उत्सर्जी होते हैं, अमोनिया उत्सर्जी नहीं, क्यों?9. Land animals ammonotelic kyon nahi?
10. What is the significance of juxta glomerular apparatus (JGA) in kidney function?10. वृक्क के कार्य में गुच्छीय आसन्न उपकरण (JGA) का क्या महत्व है?10. JGA ka significance.
11. Name the following: (a) A chordate animal having flame cells as excretory structures (b) Cortical portions projecting between the medullary pyramids in the human kidney (c) A loop of capillary running parallel to the Henle’s loop.11. नाम बताइए: (a) एक कशेरुकी (रज्जुकी) जिसमें ज्वाला कोशिकाओं द्वारा उत्सर्जन होता है (b) मानव वृक्क में मध्यांश पिरामिडों के बीच धँसे वल्कुट के भाग (c) हेनले लूप के समांतर चलने वाला केशिका लूप।11. Naam bataiye.
12. Fill in the gaps: (a) Ascending limb of Henle’s loop is ___ to water whereas the descending limb is ___ to it. (b) Reabsorption of water from distal parts of the tubules is facilitated by hormone ___. (c) Dialysis fluid contain all the constituents as in plasma except ___. (d) A healthy adult human excretes (on an average) ___ gm of urea/day.12. रिक्त स्थान भरें: (a) हेनले लूप की आरोही भुजा जल के लिए ___ जबकि अवरोही भुजा इसके लिए ___ है। (b) नलिका के दूरस्थ भागों से जल का पुनरवशोषण ___ हॉर्मोन द्वारा होता है। (c) अपोहन द्रव में ___ के अलावा प्लाज़्मा के सभी पदार्थ होते हैं। (d) एक स्वस्थ वयस्क मनुष्य औसतन ___ ग्राम यूरिया प्रतिदिन उत्सर्जित करता है।12. Fill in the blanks.
🎯 Quiz — 14 questions🎯 क्विज़ — 14 प्रश्न🎯 Quiz — 14 questions
Tap an option. The answer and a short reason appear at once.किसी विकल्प पर टैप करें। उत्तर और छोटा कारण तुरंत दिखेगा।Kisi option par tap kijiye. Answer aur chhota reason turant dikhega.
1. Which nitrogenous waste is the least toxic?सबसे कम विषैला नाइट्रोजनी अपशिष्ट?Sabse kam toxic?
2. Birds and reptiles are …पक्षी और सरीसृप …Birds aur reptiles?
3. Excretory structures of cockroach are …कॉकरोच की उत्सर्जी संरचनाएँ …Cockroach excretion?
4. The normal GFR in a healthy human is about …स्वस्थ मनुष्य में सामान्य GFR लगभग …Normal GFR?
5. Columns of Bertini are …बर्तीनी के स्तंभ …Columns of Bertini?
6. Maximum reabsorption of the filtrate occurs in the …निस्यंद का अधिकतम पुनरवशोषण …Max reabsorption kahan?
7. The descending limb of Henle’s loop is …हेनले लूप की अवरोही भुजा …Descending limb?
8. The osmolarity of the inner medulla is about …भीतरी मध्यांश की परासरणता लगभग …Inner medulla osmolarity?
9. Renin is secreted by …रेनिन कौन स्रावित करता?Renin kaun?
10. ANF causes …ANF से …ANF kya karta?
11. ADH (vasopressin) is released from the …ADH (वैसोप्रेसिन) कहाँ से मुक्त?ADH kahan se?
12. Presence of glucose in urine (glycosuria) indicates …मूत्र में ग्लूकोज़ किसका सूचक?Glycosuria = ?
13. In haemodialysis, the anticoagulant added to blood is …अपोहन में रुधिर में मिलाया प्रतिस्कंदक …Dialysis anticoagulant?
14. A healthy adult excretes on average how much urea per day?स्वस्थ वयस्क प्रतिदिन औसतन कितना यूरिया?Urea per day?
Found a mistake?कोई गलती दिखी?Koi galti dikhi? Report a mistakeगलती बताइएGalti bataiye — we fix confirmed errors quickly.— पक्की गलतियाँ हम जल्दी ठीक करते हैं।— confirm galtiyan hum jaldi theek karte hain.
These are Simple Learning Hub's own study notes written to follow the NCERT Class 11 Biology textbook (2026-27 reprint of the rationalised edition) section by section; read them with the official NCERT chapter. Diagrams are original SLH drawings based on the NCERT figures they name.ये Simple Learning Hub के अपने स्टडी नोट्स हैं, जो NCERT कक्षा 11 जीव विज्ञान की किताब (2026-27) के हर अनुभाग के साथ लिखे गए हैं; इन्हें NCERT के आधिकारिक अध्याय के साथ पढ़िए। डायग्राम SLH के अपने बनाए चित्र हैं।Ye Simple Learning Hub ke apne study notes hain, jo NCERT Class 11 Biology ki kitaab (2026-27) ke har section ke saath likhe gaye hain; inhe NCERT ke official chapter ke saath padhiye. Diagrams SLH ki apni drawings hain.