'धमन्या आणि शिरा' या किडनीला व्यवस्थित जोडलेल्या असतात असा त्यानं निष्कर्ष काढला आणि पुढचा प्रश्न विचारला,की "अशाच प्रकारे मूत्र तयार करणाऱ्या ट्यूबूल्सही त्यांना जोडलेल्या असतात का?" या प्रश्नाची उकल झाली तर तो खूप मोठा शोध असणार होता.त्यानं याही प्रश्नाची उकल करायचा खूप प्रयत्न केला.यासाठी त्यानं जिवंत कुत्र्याच्या युरेटर (ब्लॅडर आणि किडनी यांना जोडणारा मूत्रमार्ग) आणि रक्त वाहून नेणाऱ्या शिरा यांना बांधून टाकलं.तरीही त्याला रक्तापासून मूत्र तयार होत असावं का? आणि ते तसं तयार होत असलं तर ते कसं तयार होत असेल हे मात्र त्याला समजलं नाही.फक्त या भानगडीत त्या बिचाऱ्या कुत्र्याची किडनी मात्र सुजली !
याबद्दल माल्पिघी 'किडनी या ग्रंथी रक्तापासून मूत्र वेगळं करत असाव्यात असं वाटतंय',असं लिहितो.पण 'या रक्तवाहिन्यांना लहान छिद्रं असावीत आणि त्यातून मिठासारखे लहान कण बाहेर टाकले जातात,पण रक्तातले गरजेचे मोठे कण मात्र पुन्हा शरीरात शोषले जात असावेत' असा त्यानं तर्क केला होता.
पण याबद्दल त्याला प्रत्यक्ष काहीही दिसलं नव्हतं हेही त्यानं अगदी प्रामाणिकपणे लिहिलं आहे.त्यापुढे त्यानं असाही तर्क केला होता की जेव्हा रक्त पातळ होतं तेव्हा शरीरातलं जास्तीचं पाणी मूत्रातून बाहेर पडत असतं आणि जेव्हा रक्त पुन्हा घट्ट होतं तेव्हा पाणी मूत्रातून बाहेर जात नाही !
या सगळ्या पार्श्वभूमीवर विल्यम बोमन(१८१६-१८९२)
अवतरला.बोमननं खरं तर संपूर्ण शरीरामधल्याच अनेक अवयवांचा सूक्ष्म पातळीवर अभ्यास केला.आपल्या शरीरातल्या अनेक लहान लहान भागांना त्याचं नाव मिळालेलं आहे. उदाहरणार्थ: बोअमन्स ग्लँड,बोअमन्स मेंब्रेन.विशेष म्हणजे किडनीजमधल्या माल्पिघीयन बॉडीज त्यानं वयाच्या फक्त २५ व्या वर्षी शोधून काढल्या होत्या. आता आपण त्यांना 'बोमन्स कॅप्सूल्स' म्हणतो. यासाठी त्याला रॉयल सोसायटीचं सभासदत्वही मिळालं होतं.किडनीजच्या बाबतीत बोमननं माल्पिघीचा अभ्यास पुढे नेला.किडनीमध्ये रक्त गाळून मूत्र तयार करणाऱ्या अनेक गाळण्या असतात.आता आपण त्यांना 'नेफ्रॉन' असं म्हणतो.त्याला त्यानं 'माल्पिधियन बॉडीज' असं म्हटलेलं आहे.बोमननं आपल्या 'ऑन द स्ट्रक्चर्स अँड द यूज ऑफ माल्पिघीयन बॉडीज विथ ऑब्झर्वेशन ऑन सर्क्युलेशन थ्रू देंट ग्लँड' अशा लांबलचक शीर्षक असलेल्या शोधनिबंधात १८४२ साली किडनीचं सूक्ष्मदर्शकातून दिसणाऱ्या रचनेचं इतकं सुंदर आणि तंतोतंत वर्णन केलं आहे, की आजपर्यंत त्या वर्णनाला कुणीही धक्का लावलेला नाही !
पण माल्पिघीनं ही मायक्रोस्कोपमधूनच किडनीचा अभ्यास केला होता.मग बोमनला माल्पिघीपेक्षा जास्त का सापडलं होतं? याचं कारण बोमनच्या वेळी मायक्रोस्कोप्स जास्त सुधारले होते.
शिवाय,आतापर्यंत शिरेतून इंजेक्शनद्वारे रंग किंवा औषधं देण्याच्या प्रगत पद्धती निघाल्या होत्या.त्यामुळे रक्तवाहिन्यांमधून रक्त कसा प्रवास करतं हे जास्त चांगलं कळत होतं.आणि तिसरी गोष्ट म्हणजे मायक्रोस्कोपमधून बघण्यासाठी तयार करायच्या स्पेसिमेन आणि स्लाइड्स तयार करायचं तंत्रही आणखी सुधारलं होतं.या तिन्ही कारणांमुळे बोमनला किडनीची सूक्ष्मरचना कशी असते ते लक्षात यायला मदत झाली होती.
त्यानं केलेल्या निरीक्षणांमध्ये बोमन म्हणतो,
" किडनीमध्ये अनेक सूक्ष्म नळ्या असतात.आणि तिथंच काही कॅप्सूलसारख्या रचनाही असतात.या कॅप्सूल किडनीमध्ये सगळीकडे खूप जवळजवळ अंतरावर पसरलेल्या असतात.आणि त्यांच्यातही खूप सूक्ष्म नळ्या आत जाताना आणि बाहेर येताना दिसतात.यामुळे मला असं वाटतंय,की या कॅप्सूल्सच किडनीचं मुख्य काम करणारं एकक (फंक्शनल युनिट) असावं.अर्थातच,या कॅप्सूलला नंतर 'बोमन्स कॅप्सूल' असं नाव मिळालं!
बोमननंच पुढे किडनीमध्ये रक्त हे गाळून त्याचं मूत्र होण्यात रासायनिक क्रिया नसतात तर ते बोमन्स कॅप्सूलच्या सुरुवातीला असणाऱ्या ग्लोमेरुलसमधून जाताना ते गाळलं जाऊन त्यातले नको असलेले घटक काढून टाकले जातात आणि पुढे गेल्यावर हवे असलेले घटक पुन्हा शोषून घेतले जातात असं योग्य वर्णन केलं आहे.पुढे एकोणिसाव्या शतकात चार्ल्स ल्युडविग(१८१६-१८९५) यानं ग्लोमोरुलसमधूनच रक्त गाळलं जातं आणि ही 'बायोफिजिकल' प्रक्रिया आहे हे सांगितलं.ही क्रिया रक्त ग्लोमेरुलसमधून जाताना रक्ताचं वजन,प्रेशर आणि दिशा यांवर अवलंबून असतं हेही त्यानं दाखवून दिलं.आपल्या ग्लोमेरुलस
मधल्या बारीक नळ्यांना अनेक लहान लहान छिद्रं असतात त्यातून काही घटक शरीरात शोषून घेतले जातात आणि काही घटक पुन्हा स्रवले जातात.(ॲबसॉर्शन आणि सिक्रिशन) हे त्यानं दाखवून दिलं.ल्युडविगनं हे सगळं फिजिक्समधल्या हायड्रोडायनॅमिक्सच्या नियमांनुसार तपासून पाहिलं होतं.
थोडक्यात,आता आपल्या शरीरात मूत्र कसं तयार होतं आणि ते तयार होताना किडनी,ग्लोमेरुलस,बोअमन्स कॅप्सूल आणि किडनीमधल्या इतर बारीक नळ्या कशा काम करतात हे लक्षात आलं होतं.आता आपण पाहिलेल्या गोष्टी या किडनी आणि मूत्रविसर्जन संस्थेच्या शोधांतले महत्त्वाचे टप्पे आहेत.पण आज आपल्याला यापेक्षा बरीच जास्त माहिती आहे.
खरं तर माणसाची उत्सर्जन संस्था ही फारच प्रगत आणि गुंतागुंतीची आहे.पण प्राथमिक स्वरूपाच्या प्राण्यांपासून ते विकसित झालेल्या अनेक प्राण्यांमध्ये उत्सर्जन हे खूप वेगवेगळ्या प्रकारे होत असतं.
माणसामध्ये नायट्रोजनयुक्त टाकाऊ पदार्थ लघवीवाटे बाहेर टाकले जातात आणि अन्नपचनामध्ये तयार झालेली विष्ठा वेगळ्या मार्गानं बाहेर टाकली जाते,पण बहुसंख्य प्राण्यांमध्ये या दोन सिस्टिम्स वेगळ्या नाहीत. प्राणी जसा उत्क्रांत होत जातो तसं वेगवेगळ्या प्राण्यांमध्ये उत्सर्जनाची पद्धत आणि उत्सर्जित केलेले टाकाऊ पदार्थ यांच्यात थोडा थोडा बदल झालेला दिसतो.पाण्यात राहणारे माशांसारखे जलचर भरपूर प्रमाणात पाणी आणि पाण्यात विरघळणारे टाकाऊ पदार्थ उत्सर्जित करत असतात.तर वाळवंटात राहणारे उंटासारख्या प्राण्यांची लघवी ही जवळपास पेस्टसारखी घट्ट असते.तर वनस्पतींची पानं गळतात,जुनी साल गळून पडते किंवा वनस्पतींच्या खोडातून चीक किंवा डिंक असे पदार्थ बाहेर पडतात हे वनस्पतींचं उत्सर्जनच आहे.सजीवांच्या प्रोटिस्टा गटापासून ते सस्तन प्राणी या गटापर्यंत उत्सर्जनाचे वेगवेगळे प्रकार पाहायला मिळतात.उत्सर्जनाचा विचार केला तर सजीवांमध्ये कार्बन डाय ऑक्साइड,पाणी,पचनातून तयार होणारी विष्ठा आणि नायट्रोजनयुक्त टाकाऊ पदार्थ हे सगळेच शरीराला अनावश्यक असणारे पदार्थ आहेत.
माणसासारख्या उच्चवर्गीय सस्तन प्राण्यामध्ये हे तीनही प्रकारचे टाकावू पदार्थ बाहेर टाकण्यासाठी श्वसनसंस्था, पचनसंस्था आणि उत्सर्जनसंस्था अशा तीन वेगवेगळ्या सिस्टिम्स असतात,पण एकपेशीय सजीवांमध्ये, जमिनीवर सरपटणाऱ्या अळी,गांडूळ यांसारख्या प्राण्यांमध्ये,कीटकांमध्ये आणि इतर प्रगत प्राण्यांमध्ये या सिस्टिम्स एकत्र असू शकतात.
प्रोटिस्टा या गटातल्या अल्गी,फंगस (बुरशी) आणि अमिबासारख्या प्रोटोझुआ या सजीवांमध्ये वेगळी अशी उत्सर्जन संस्था नसते.हे सजीव पेशींमधूनच कार्बन डाय ऑक्साइड,पाणी आणि नायट्रोजनयुक्त टाकाऊ पदार्थ पेशीच्या छिद्रातून बाहेर टाकतात.या छिद्रांना सेल पोअर किंवा ॲनल पोअर असं म्हणतात.अमिबाच्या पेशी छिद्राला प्लझ्मालेम्मा असं म्हणतात.
प्राण्यांच्या किंग्डममध्ये पाण्यात राहणारे स्पाँजेस हे प्राणी सगळ्यात प्राथमिक स्वरूपाचे मानले जातात. स्पाँजेस जरी बहुपेशीय प्राणी असले तरी त्यांच्यामध्ये शरीराच्या कडेलगत पेशींचा एक थर टाकाऊ पदार्थ बाहेर टाकण्यासाठी असतो.त्या पेशींमधून ते उत्सर्जित करायचे वायू आणि पचनातून तयार झालेली विष्ठा बाहेर पाण्यात टाकतात.तर सपाटकृमी (फ्लॅटवर्क्स) असलेल्या प्लॅटीहेल्मेंथिस या गटातल्या प्राण्यांमध्ये फ्लेमसेल नावाच्या विशिष्ट पेशींद्वारे उत्सर्जन होतं. झुरळासारख्या कीटकवर्गीय (आर्थो पॉड्स) प्राण्यांमध्ये माल्पिघियन ट्यूब्यूल्स नावाच्या नळ्या उत्सर्जनाचं काम करतात.तर कोळ्यांसारख्या आठ पाय असलेल्या प्राण्यांमध्ये कॉक्सल ग्लॅड्ज उत्सर्जनासाठी असतात. गंमत म्हणजे खेकड्यासारख्या क्रस्टेशियन प्राण्यांमध्ये असलेल्या उत्सर्जनाच्या अवयवाला अँटिने किंवा ग्रीनग्लँड म्हणतात !
गंमत म्हणजे जेलीफिशसारख्या नायडेरिया (Cnidaria) सारख्या प्राण्यांमध्ये अन्न खाण्यासाठी आणि टाकाऊ पदार्थ उत्सर्जित करण्यासाठी एकच मुख असतं.तर गांडूळ किंवा अळी (वर्म्स) प्रकारात मोडणाऱ्या प्राण्यांमध्ये नायट्रोजनयुक्त टाकाऊ पदार्थ बाहेर टाकण्याचा मार्ग पचनमार्गाच्या शेवटी जोडलेला असल्यानं ते एकाच मार्गानं लघवी आणि विष्ठा बाहेर टाकतात.पण या प्राण्यांची लघवी आणि विष्ठा वेगळी दिसत नाही.पण आपल्या घरात असलेल्या पालीच्या विष्ठेमध्ये एक पांढरा ठिपका असतो,ती खरं तर पालीची लघवी असते.तसंच पक्ष्यांच्याही विष्ठेत काही भाग हिरवट काळा आणि काही भाग पांढरा असतो.त्यातला हिरवट काळा भाग ही त्यांची विष्ठा असते तर पांढरा भाग ही त्यांची लघवी असते.पक्ष्यांना शरीरात जास्त पाणी साठवता येत नाही,कारण त्यांना उडण्यासाठी कमी वजन असणं आवश्यक असतं.त्यामुळे त्यांची लघवीसुद्धा पेस्टसारखी घट्ट आणि पांढरी असते.तर उच्चवर्गीय सस्तन प्राण्यांमध्ये किडनीज व्यवस्थित विकसित झालेल्या असतात.त्यामुळे ते पाण्यासारखी लघवी शरीराबाहेर टाकतात आणि विष्ठा वेगळी बाहेर टाकतात.
२५.०३.२५ या लेखातील शेवटचा भाग…