UPSC MainsMEDICAL-SCIENCE-PAPER-I20255 Marks
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Q21.

भक्षणकोशिकाक्रिया की प्रक्रिया का संक्षेप में वर्णन कीजिए।

How to Approach

भक्षणकोशिकाक्रिया (Phagocytosis) पर इस प्रश्न का उत्तर देते समय, सबसे पहले इसकी परिभाषा और महत्व को स्पष्ट करें। मुख्य शरीर में, प्रक्रिया के विभिन्न चरणों का विस्तार से वर्णन करें, जिसमें कोशिका द्वारा लक्ष्य की पहचान, आलिंगन, अंतर्ग्रहण, और अंततः पाचन शामिल है। प्रतिरक्षा प्रणाली में इसकी भूमिका और विभिन्न प्रकार की भक्षणकोशिकाओं को भी संक्षेप में उल्लेख करें। अंत में, एक संक्षिप्त और प्रभावी निष्कर्ष प्रस्तुत करें।

Model Answer

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Introduction

भक्षणकोशिकाक्रिया (Phagocytosis) एक मूलभूत जैविक प्रक्रिया है जिसमें एक कोशिका बाहरी कणों, जैसे बैक्टीरिया, मृत कोशिकाओं, या सेलुलर मलबे को निगल लेती है। यह अंतर्ग्रहण न केवल शरीर को संक्रमण से बचाने और क्षतिग्रस्त कोशिकाओं को हटाने के लिए महत्वपूर्ण है, बल्कि ऊतक पुनर्निर्माण और प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को विनियमित करने में भी इसकी महत्वपूर्ण भूमिका है। यह प्रक्रिया प्रोकैरियोटिक और यूकेरियोटिक दोनों जीवों में पाई जाती है और विशेष प्रकार की कोशिकाओं द्वारा की जाती है जिन्हें भक्षणकोशिकाएँ (Phagocytes) कहा जाता है।

भक्षणकोशिकाक्रिया की प्रक्रिया

भक्षणकोशिकाक्रिया एक जटिल और अत्यधिक समन्वित प्रक्रिया है जिसे विभिन्न चरणों में समझा जा सकता है:

1. पहचान और आसंजन (Recognition and Adhesion)

  • लक्ष्य की पहचान: भक्षणकोशिकाएँ अपनी सतह पर मौजूद विशिष्ट रिसेप्टर्स (जैसे टोल-लाइक रिसेप्टर्स - TLRs) का उपयोग करके रोगजनकों या मृत कोशिकाओं की पहचान करती हैं। ये रिसेप्टर्स रोगजनकों से जुड़े आणविक पैटर्न (PAMPs) या क्षति से जुड़े आणविक पैटर्न (DAMPs) को पहचानते हैं।
  • आसंजन: एक बार जब लक्ष्य की पहचान हो जाती है, तो भक्षणकोशिका लक्ष्य कण की सतह पर चिपक जाती है। यह आसंजन रिसेप्टर्स और लक्ष्य कण के बीच आणविक अंतःक्रियाओं द्वारा सुविधाजनक होता है।

2. अंतर्ग्रहण (Engulfment)

  • स्यूडोपोडिया का विस्तार: आसंजन के बाद, भक्षणकोशिका अपनी कोशिका झिल्ली को फैलाती है, जिससे स्यूडोपोडिया (फिंगर-लाइक एक्सटेंशन) बनते हैं। ये स्यूडोपोडिया लक्ष्य कण को घेरना शुरू कर देते हैं।
  • फैगोसोम का निर्माण: स्यूडोपोडिया अंततः लक्ष्य कण के चारों ओर पूरी तरह से बंद हो जाते हैं, जिससे एक झिल्ली-बाउंड वेसिकल बनता है जिसे फैगोसोम (Phagosome) कहा जाता है। यह फैगोसोम कोशिका के साइटोप्लाज्म में आंतरिक हो जाता है।

3. परिपक्वन और पाचन (Maturation and Digestion)

  • लाइबोसोम के साथ संलयन: फैगोसोम कोशिका के भीतर लाइसोसोम (लाइसोसोम, पाचक एंजाइमों से भरे अंग) के साथ संलयन करता है। यह संलयन एक फैगोलाइसोसोम (Phagolysosome) बनाता है।
  • पाचन: फैगोलाइसोसोम के भीतर, लाइसोसोमल एंजाइम (जैसे हाइड्रोलेस, प्रोटिएज, लाइपेज) सक्रिय हो जाते हैं और निगले गए कण को छोटे, हानिरहित घटकों में तोड़ देते हैं। इसके अतिरिक्त, रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज (ROS) और रिएक्टिव नाइट्रोजन स्पीशीज (RNS) का उत्पादन भी रोगजनकों को मारने में मदद करता है।

4. अवशिष्ट शरीर का निर्माण और निष्कासन (Residual Body Formation and Exocytosis)

  • अवशिष्ट शरीर: पाचन के बाद, कुछ अपचनीय सामग्री फैगोलाइसोसोम के भीतर एक अवशिष्ट शरीर (Residual body) के रूप में रह सकती है।
  • निष्कासन: यह अवशिष्ट शरीर कोशिका से एक्सोसाइटोसिस के माध्यम से बाहर निकल सकता है, या सामग्री को कोशिका के भीतर संग्रहीत किया जा सकता है।

भक्षणकोशिकाएँ (Phagocytes)

मानव शरीर में कई प्रकार की भक्षणकोशिकाएँ होती हैं, जिनमें प्रमुख हैं:

  • मैक्रोफेज (Macrophages): ये ऊतकों में पाए जाने वाले बड़े, दीर्घकालिक भक्षणकोशिकाएँ हैं।
  • न्यूट्रोफिल (Neutrophils): ये सबसे प्रचुर सफेद रक्त कोशिकाएँ हैं और संक्रमण स्थलों पर तेजी से प्रतिक्रिया करती हैं।
  • डेंड्राइटिक कोशिकाएँ (Dendritic Cells): ये एंटीजन-प्रेजेंटिंग कोशिकाएँ हैं जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया को शुरू करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

यह प्रक्रिया प्रतिरक्षा प्रणाली की एक महत्वपूर्ण रक्षा तंत्र है, जो शरीर को विभिन्न प्रकार के खतरों से बचाती है और होमियोस्टैसिस बनाए रखने में मदद करती है।

Conclusion

संक्षेप में, भक्षणकोशिकाक्रिया शरीर की जन्मजात प्रतिरक्षा प्रणाली का एक अनिवार्य घटक है, जो रोगजनकों, क्षतिग्रस्त कोशिकाओं और मलबे को कुशलतापूर्वक हटाती है। यह प्रक्रिया पहचान, अंतर्ग्रहण, पाचन और निष्कासन के चरणों में व्यवस्थित होती है, जिसमें मैक्रोफेज और न्यूट्रोफिल जैसी विशिष्ट कोशिकाएँ मुख्य भूमिका निभाती हैं। भक्षणकोशिकाक्रिया न केवल संक्रमण से लड़ने में महत्वपूर्ण है, बल्कि यह ऊतक मरम्मत, एंटीजन प्रस्तुति और प्रतिरक्षा विनियमन में भी अहम भूमिका निभाती है, जिससे यह जीवन के लिए एक मूलभूत रक्षा तंत्र बन जाती है।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

भक्षणकोशिका (Phagocyte)
एक प्रकार की कोशिका जो बाहरी कणों, जैसे बैक्टीरिया, वायरस, मृत कोशिकाओं और सेलुलर मलबे को निगलकर और पचाकर शरीर की रक्षा करती है। मुख्य भक्षणकोशिकाओं में मैक्रोफेज, न्यूट्रोफिल और डेंड्राइटिक कोशिकाएँ शामिल हैं।
फैगोसोम (Phagosome)
एक झिल्ली-बाउंड वेसिकल जो भक्षणकोशिका द्वारा एक बाहरी कण के अंतर्ग्रहण के बाद बनता है। यह बाद में लाइसोसोम के साथ मिलकर फैगोलाइसोसोम बनाता है, जहाँ कण का पाचन होता है।

Key Statistics

मानव शरीर में प्रति दिन लगभग 10^11 से 10^12 न्यूट्रोफिल का उत्पादन होता है, जो संक्रमण के खिलाफ तीव्र प्रतिक्रिया के लिए तैयार रहते हैं।

Source: National Institutes of Health (NIH)

लगभग 10^9 लाल रक्त कोशिकाएं प्रति दिन शरीर में टूटती हैं, और इन मृत कोशिकाओं को मैक्रोफेज द्वारा कुशलतापूर्वक भक्षणकोशिकाक्रिया के माध्यम से हटाया जाता है, जो होमियोस्टैसिस बनाए रखने में महत्वपूर्ण है।

Source: Current Biology

Examples

न्यूट्रोफिल की भूमिका

जब शरीर में कोई जीवाणु संक्रमण होता है (जैसे गले में खराश या कट लगने पर), तो न्यूट्रोफिल सबसे पहले संक्रमण स्थल पर पहुँचने वाली प्रतिरक्षा कोशिकाएँ होती हैं। वे जीवाणुओं को पहचानते हैं, उन्हें निगलते हैं, और उन्हें अपने लाइसोसोमल एंजाइमों और रिएक्टिव ऑक्सीजन स्पीशीज का उपयोग करके नष्ट कर देते हैं, जिससे संक्रमण के प्रसार को रोका जा सकता है।

मैक्रोफेज द्वारा एपोप्टोटिक कोशिकाओं का निष्कासन

कोशिका मृत्यु के एक प्राकृतिक कार्यक्रम (एपोप्टोसिस) के दौरान, कोशिकाएं सिकुड़ जाती हैं और छोटे टुकड़ों में टूट जाती हैं। मैक्रोफेज इन एपोप्टोटिक कोशिकाओं या उनके टुकड़ों को तुरंत पहचानते हैं और उन्हें भक्षणकोशिकाक्रिया के माध्यम से हटा देते हैं। यह प्रक्रिया शरीर में अनावश्यक या क्षतिग्रस्त कोशिकाओं के संचय को रोकती है और सूजन को कम करती है।

Frequently Asked Questions

भक्षणकोशिकाक्रिया और पाइनोसाइटोसिस में क्या अंतर है?

भक्षणकोशिकाक्रिया बड़े ठोस कणों (जैसे बैक्टीरिया, मृत कोशिकाएं) के अंतर्ग्रहण को संदर्भित करती है, जबकि पाइनोसाइटोसिस (सेल्युलर ड्रिंकिंग) तरल पदार्थों या छोटे घुलनशील अणुओं के अंतर्ग्रहण को संदर्भित करती है। दोनों ही एंडोसाइटोसिस के प्रकार हैं, लेकिन निगले गए पदार्थ के आकार और प्रकृति में भिन्न होते हैं।

क्या भक्षणकोशिकाक्रिया केवल प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा है?

मुख्य रूप से प्रतिरक्षा प्रणाली का हिस्सा होने के बावजूद, भक्षणकोशिकाक्रिया ऊतक विकास और पुनर्निर्माण जैसी गैर-प्रतिरक्षा प्रक्रियाओं में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है, जहाँ यह मृत कोशिकाओं और सेलुलर मलबे को हटाकर स्वस्थ ऊतक के रखरखाव में मदद करती है।

Topics Covered

कोशिका जीव विज्ञानइम्यूनोलॉजीकोशिका क्रियाप्रतिरक्षा तंत्रसूक्ष्मजीव विज्ञान