Circulatory & Excretory System

1. Human Heart

दिल (Heart) एक fist-sized (मुट्ठी के आकार का) अंग है जो पूरे शरीर में oxygenated blood pump करता है।

• यह heart rate की rhythm और speed को control करता है।
• यह blood pressure को भी maintain रखता है।

Anatomy of Human Heart (हृदय की संरचना)

Heart में 4 chambers (4 कक्ष) होते हैं:

Heart Wall की 3 Layers

1. Epicardium — सबसे बाहरी परत (outer layer)
2. Myocardium — बीच की परत (middle layer, मांसपेशी वाली)
3. Endocardium — सबसे अंदरूनी परत (inner layer)

2. Heart Beat, Cardiac Output & ECG

Heart Beat (धड़कन)

हृदय के rhythmic contraction और relaxation को Heart Beat कहते हैं। इसमें एक होता है:

• Systole — Contraction phase (सिकुड़ना / Ventricular Contraction)
• Diastole — Relaxation phase (फैलना / Ventricular Relaxation)

एक healthy व्यक्ति की heartbeat लगभग 72 बार/मिनट होती है।

Heart Sound: "Lub-Dub"

Cardiac Output (हृदय-निर्गम)

हृदय द्वारा प्रति मिनट pump किए गए blood की मात्रा को Cardiac/Heart Output कहते हैं।

Electrocardiogram (ECG)

• ECG एक test है जो हृदय की electrical activity record करता है।
• यह skin पर लगे electrodes की मदद से voltage vs time का graph बनाता है।
• इससे abnormal heart rhythms और heart की condition का पता चलता है।

3. Structure & Functions of Heart Chambers

🔴 Right Atrium (दायाँ अलिंद)

• Location: Heart का ऊपरी दायाँ हिस्सा
• Function: शरीर के अलग-अलग भागों से deoxygenated blood प्राप्त करता है, through:
  • Superior vena cava (ऊपरी शरीर से)
  • Inferior vena cava (निचले शरीर से)
• Blood, Tricuspid valve से होकर right ventricle में जाता है।

🔴 Right Ventricle (दायाँ निलय)

• Location: Heart का निचला दायाँ हिस्सा
• Function: Right atrium से blood receive करता है और Pulmonary artery के जरिए फेफड़ों को deoxygenated blood pump करता है।
• Valves:
  • Tricuspid valve — right atrium में backflow रोकता है
  • Pulmonary valve — right ventricle से pulmonary artery तक flow control करता है

🔵 Left Atrium (बायाँ अलिंद)

• Location: Heart का ऊपरी बायाँ हिस्सा
• Function: फेफड़ों से 4 pulmonary veins के जरिए oxygenated blood receive करता है।
• Blood, Bicuspid (Mitral) valve से left ventricle में जाता है।

🔵 Left Ventricle (बायाँ निलय)

• Location: Heart का निचला बायाँ हिस्सा
• यह heart का सबसे मोटा (thickest) chamber है।
• Function: Left atrium से oxygen-rich blood receive करता है और Aorta के जरिए पूरे शरीर में pump करता है।
• Valves:
  • Bicuspid (Mitral) valve — left atrium में backflow रोकता है
  • Aortic valve — aorta से left ventricle में backflow रोकता है

4. Double Circulation

Double Circulation वह प्रकार है जिसमें blood, एक complete cycle में दो बार heart से होकर गुजरता है — यह humans और सभी mammals में होता है।

उदाहरण (Examples)

1. Right ventricle से pump किया deoxygenated blood → Pulmonary artery → Lungs (यहाँ CO₂, O₂ से exchange होती है, diffusion द्वारा) → Pulmonary vein से वापस heart में।
2. Left ventricle से oxygenated blood → Aorta → शरीर के सभी अंग (cells/tissues) (यहाँ O₂, CO₂ से exchange होती है) → Vena cava से वापस heart में।

Important Points

• Coronary Artery: Heart की muscles को oxygen-rich blood supply करने वाली main blood vessel।
• Sinoatrial Node (SA Node): Right atrium में स्थित, यह heart का "natural pacemaker" है — electrical signals generate करता है जो heart के ऊपरी chamber को contract कराते हैं।

5. Sphygmomanometer & Pulse Rate

Sphygmomanometer

यह एक medical instrument है जो blood pressure नापने के लिए use होता है। यह 2 चीज़ें measure करता है:

Pulse Rate (नब्ज़ दर)

• यह बताता है कि आपका heart प्रति मिनट कितनी बार धड़कता है।
• Normal range: 60–100 beats per minute (bpm)

6. Blood (रक्त)

Blood एक special connective tissue है, जिसमें होते हैं:

• Fluid matrix — Plasma
• Solid components — Blood cells (RBC, WBC, Platelets)

🔴 Red Blood Cells (RBC)

• Structure: लाल रंग, गोल और biconcave shape, denucleated (nucleus नहीं होता), elastic, इसमें ER, ribosomes, mitochondria जैसे organelles नहीं होते।
• Normal count: 4.5 – 5.5 million/cubic mm
• बनती कहाँ है: Bone marrow में (जन्म से)
• Lifespan: लगभग 120 दिन
• Function: Oxygen और थोड़ी CO₂ transport करना
• Graveyard of RBC: Spleen (bean के आकार का lymphoid organ)
• RBC count कम होने से Anemia होता है।

⚪ WBC (White Blood Cells) / Leukocytes

• Normal count: 5000–8000/cubic mm
• Leukemia: Blood cancer का एक प्रकार जो bone marrow की blood cells (मुख्यतः WBCs) को प्रभावित करता है।

💧 Plasma

Blood/lymph का liquid भाग, पीले रंग का viscous fluid, जिसमें 90–92% पानी और 6–8% proteins होते हैं।

7. Blood Group & Rh Factor

• चार मुख्य blood groups (A, B, AB, O) की खोज Austrian scientist Karl Landsteiner ने 1900 में की — इसे ABO blood group system कहते हैं।
• Bombay Blood Group की खोज Y. M. Bhende ने 1952 में की थी।

Rh Factor

• Rh factor (Rhesus factor) एक inherited protein है जो RBC की सतह पर पाया जाता है।
• अगर यह protein है → Rh-positive (Rh+)
• अगर यह protein नहीं है → Rh-negative (Rh-)

8. Excretory System (उत्सर्जन तंत्र)

• Excretory System शरीर से waste products हटाकर internal chemical balance (homeostasis) बनाए रखता है।
• मुख्य waste product urea है, साथ में excess water और salts भी निकलते हैं।

मुख्य अंग (Main Organs)

9. Kidney (गुर्दा)

• Size: 10–12 cm लंबाई, 5–7 cm चौड़ाई, 2–3 cm मोटाई, average weight ~120–170 g
• यह bean-shaped organ है जो backbone के दोनों ओर, ribcage के नीचे स्थित होता है।
• Right kidney, left kidney से थोड़ा नीचे होती है।
• Main function: Blood से urea, excess salts और पानी छानकर urine बनाना।
• हर kidney में लगभग 1 million nephrons होते हैं (basic functional units)।
• Outer layer: Renal cortex और Renal capsule

10. Nephron (वृक्काणु)

• Kidney की basic functional unit।
• Nephrons, ultrafiltration के जरिए blood से waste material निकालते हैं।

Structure of Nephron

11. Processes in the Nephron

• Ultrafiltration: Blood pressure, पानी और solutes को Bowman's capsule में push करता है।
• Reabsorption: Useful substances (जैसे glucose और कुछ पानी) tubule में वापस reabsorb होते हैं।
• Secretion: कुछ अतिरिक्त waste actively tubule में secrete किए जाते हैं।
• Excretion: Final urine, collecting duct में भेजा जाता है।

12. Ureters, Urinary Bladder & Urethra

Ureters

दो narrow tubes जो urine को kidneys से urinary bladder तक ले जाती हैं।

Urinary Bladder

• यह एक muscular sac है जो urine को temporarily store करता है और expand/contract कर सकता है।
• जब bladder भर जाता है, तो brain को signal भेजता है ताकि urination शुरू हो सके।

Urethra

• यह वह tube है जिससे urine शरीर से बाहर निकलता है।
• यह एक sphincter muscle द्वारा control होती है जो urination के दौरान खुलती है।

13. Urine (मूत्र)

• Components: पानी (95%) और Urea (2%)
• pH: 4.5 – 5.5
• Waste Product: Ammonia
• Urine का पीला रंग — urochrome/urobilin नाम के waste product से आता है, जो haemoglobin के टूटने से बनता है।

14. Dialysis & Kidney Stone

Dialysis

जब kidneys सही से काम नहीं कर पातीं, तो यह procedure blood से waste और excess fluid छानता है — machine शरीर से blood निकालकर dialyzer से filter करती है और साफ blood वापस शरीर में भेजती है।

Kidney Stone

• Kidney stones (Calcium Oxalate से बने) minerals और acid salts के hard deposits होते हैं जो concentrated urine में जमा हो जाते हैं।
• मुख्य कारण: रोज़ 2L से कम पानी पीना, obesity, ज़्यादा नमक-चीनी वाला खाना।

15. Role of Other Organs in Excretion

16. Excretion in Animals