Countercurrent mechanism:
বেশ কিছুদিন ধরে Physiology এর একটা টপিক নিয়ে কনফিউশনে ভুগছিল বরিশালের শেরেবাংলা মেডিকেল কলেজের প্রথম বর্ষের ছাত্র ফাহিম। টপিকটা হল kidney এর countercurrent mechanism। সপ্তাহখানেক আগে লেকচার ক্লাসে টপিকটা পড়ানোর পর থেকেই প্রশ্নটা তার মাথায় ঘুরপাক খাচ্ছিল৷ টিচারকে প্রশ্ন করেনি সবার সামনে অপমানিত হওয়ার ভয়ে৷ আগের ক্লাসে ওর এক বন্ধু একটা প্রশ্ন করায় স্যার রেগে বলেছিলেন, “এই ছেলে, এত কিছু জেনে কী করবে? আমি যতটুকু পড়িয়েছি সেটুকু শিখলেই হবে।” যাহোক, বাসায় ফিরে ফাহিম ভাবল অর্ক মামাকে ফোন দেবে৷ ফাহিমের একমাত্র মামা ডাঃ অর্ক। Medical science এর জাহাজ বলা যায় তাকে। বছর পাঁচেক আগে medicine এ FCPS পাশ করেছেন। কিন্তু অর্ক মামাকে ফোন করতে গিয়েও করল না ফাহিম৷ কারণ নিজে ঘাটাঘাটি না করে প্রশ্ন করতে নিষেধ করেছিল অর্ক মামা। এজন্য সপ্তাহখানেক সে নিজেই Guyton, Ganong পড়ল আর ইন্টারনেট ঘাটাঘাটি করল। কিন্তু কিছুতেই টপিকটা তার কাছে ক্লিয়ার হচ্ছে না৷ অবশেষে অর্ক মামাকে ফোন দিল ফাহিম।
ফাহিমঃ হ্যালো, অর্ক মামা।
অর্ক মামাঃ কীরে ফাহিম, কী খবর তোর?
ফাহিমঃ ভাল আছি মামা। তবে countercurrent mechanism টা কিছুতেই বুঝছি না৷ আমি অনেক ঘাটাঘাটি করেছি। তবুও কিছুতেই concept ক্লিয়ার হচ্ছে না। তুমি টপিকটা বুঝিয়ে দাও না প্লিজ।
অর্ক মামাঃ ঠিক আছে। কাল তো শুক্রবার। কাল সকালে তোদের বাসায় এসে বুঝিয়ে দিচ্ছি।
পরদিন সকালে অর্ক মামা ফাহিমদের বাসায় এলেন। এসেই ফাহিমের রুমে গিয়ে Gyton খুলে countercurrent mechanism এর নিচের প্রথম ছবিটা বের করে ফাহিমকে জিজ্ঞেস করলেন, ” এবার বল, countercurrent mechanism নিয়ে তোর কী এত কনফিউশন?”
ফাহিমঃ মামা, আমরা তো জানি মানুষের urine ঘন মানে concentrated। আর urine কে concentrated করার জন্যই countercurrent mechanism ঘটে। কিন্তু countercurrent mechanism এর শেষে তো দেখি tubular fluid পাতলা হয়ে যায়। তাহলে urine concentrated কীভাবে হবে?
অর্ক মামাঃ তার আগে তুই বল মানুষের urine concentrated কেন?
ফাহিমঃ তা তো জানি না মামা।
অর্ক মামাঃ কারণ, মানুষের শরীরে urine ছাড়াও আরো অনেক উপায়ে fluid loss হয়। ঘামের মাধ্যমে fluid loss হয়, lungs থেকে fluid এর evaporation হয়। এই দুটোকে একসাথে insensible loss বলা হয়। এরপর urine পাতলা হলে অনেক পানি body থেকে বের হয়ে যেত। এতে শরীরে dehydration দেখা দিত৷ এজন্য urine ঘন করা হয় যাতে শরীরের metabolic waste products এবং অতিরিক্ত molecule গুলো বের করতে যতটুকু fluid বের করা দরকার ঠিক ততটুকু fluid urine এর মাধ্যমে বের হয়।
এবার তুই সংক্ষেপে countercurrent mechanism টা বুঝিয়ে বল।
ফাহিমঃ Kidney এর structural and functional unit কে বলে nephron। এই nephron এর ২টা অংশঃ
1.Renal corpuscle: যার মধ্যে থাকে glomerulus আর bowman’s capsule। এখানে রক্তের filtration ঘটে এবং filtrated fluid, bowman’s capsule এ জমা হয়।
2.Renal tubules: এখানে থাকে proximal convoluted tubules, loop of Henle, distal convoluted tubules, collecting tubules এবং collecting duct।
Countercurrent mechanism টা ঘটে loop of Henle তে। এই loop of Henle তে থাকে thin descending limb, thin ascending limb এবং thick ascending limb। Thin descending limb থেকে শুধু fluid বের হতে পারে কিন্তু solutes বের হতে পারে না। অন্যদিকে thin ascending limb এবং thick ascending limb থেকে শুধু solutes বের হতে পারে কিন্তু fluid বের হতে পারে না।
অর্ক মামাঃ গুড। এরপর?
ফাহিমঃ Filtrated fluid যখন bowman’s capsule থেকে proximal convoluted tubule এ আসে, তখন কিছু solute আর fluid reabsorption হয়। কিন্তু যে পরিমাণ solute এর reabsorption ঘটে, ঠিক সেই পরিমাণ fluid এর reabsorption ঘটে। ফলে osmolality unchanged থাকে। এই osmolality হলো 300mosm/L। এই fluid যখন ascending limb of loop of Henle-তে পৌঁছে তখন Na+, K+ এবং Cl- আয়ন kidney এর medullary interstitium এ চলে আসে। কিন্তু fluid আসতে পারে না। ফলে thick ascending limb of loop of Henle-তে osomolality কমে 200 mosm/L হয় এবং renal medullary interstitium এ osmolality বেড়ে 400 mosm/L হয়। এখন thin descending limb of loop of Henle-তে osmolality 300mosm/L। এজন্য osmotic pressure এর কারণে এখান থেকে fluid interstitium এ চলে আসে এবং এখানে osmolality বেড়ে 400 mosm/L হয়। এই ঘন fluid যখন thick ascending limb of Loop of Henle-তে পৌঁছে তখন আবার আগের নিয়মে interstitial fluid concentrated হয়। এভাবে একসময় renal interstitial fluid এর osmolality বেড়ে 1200-1400 msom/L হয় আর thick ascending limb of loop of Henle-তে osmolality কমে 100mosm/L হয়।
অর্ক মামাঃ দারুণ বলেছিস। এবার শোন, তুই একটা জায়গায় conception clear করতে পারিস নি৷ তা হল countercurrent mechanism এর উদ্দেশ্য হল renal medullary interstitial fluid কে concentrated করা আর এটা concentrated হলে পরবর্তীতে urine ও concentrated হয়। সেটা পরে বলছি। তার আগে তুই বল তুই যে mechanism টা বললি সেটা কি countercurrent multiplier নাকি countercurrent exchanger?
ফাহিমঃ Countercurrent multiplier। কারণ এখানে renal interstitial fluid এর osmolality multiplied হচ্ছে।
অর্ক মামাঃ গুড। এবার বল, এত কষ্ট করে যে renal medullary interstitial fluid কে concentrated করলি, সেটা কি blood এসে পাতলা করে দেবে না?
ফাহিমঃ দেবে না মামা। কারণ kidney এর আছে countercurrent exchanger mechanism।
অর্ক মামাঃ সেটা কী বুঝিয়ে বল।
ফাহিমঃ U-আকৃতির Loop of Henle এর চারপাশে যে capillary থাকে সেটাও U-আকৃতির। এটার নাম vasa recta। আরেকটা ব্যাপার বলি, renal medulla তে blood flow অনেক কম ( renal blood flow এর মাত্র ৫%) আর slow। এজন্য renal medullary interstitium থেকে খুব বেশি solute, blood এ আসতে পারে না। এবার তোমাকে vasa recta তে countercurrent exchanger mechanism টা বলি। Vasa recta-র descending part এ interstitium থেকে solute ঢুকতে থাকে এবং এর tip এ পৌঁছাতে পৌঁছাতে osmolality 1200mosm/L হয়ে যায়। কিন্তু চিন্তার কিছু নেই মামা। এই blood যখন ascending part of vasa recta দিয়ে উপরে উঠতে থাকে তখন আবার solute গুলো interstitium এ চলে যায়। শেষে blood এর osmolality কমে মাত্র 325mosm/L হয়। ফলে renal medullary interstitium থেকে খুব কম solute blood এ যাচ্ছে।
অর্ক মামাঃ ভেরি গুড। আমার ভাগ্নে তাহলে আজকাল পড়াশুনা করছে। Renal medullary interstitial fluid concentrated করার ক্ষেত্রে urea এর কোন ভূমিকা আছে কিনা বলতে পারবি?
ফাহিমঃ পারব মামা। Gyton এ পড়েছি urea contributes about 40-60℅ in the osmolality of renal medullary interstitial fluid।
অর্ক মামাঃ কীভাবে?
ফাহিমঃ Renal tubule এর medullary collecting tubule ছাড়া আর সব জায়গায় urea impermeable। কিন্তু renal medullary collecting tubule এ Antidiuretic hormone এর প্রভাবে UTA-1 এবং UTA-3 receptor এর মাধ্যমে কিছু urea renal tubule থেকে renal medullary interstitium চলে আসে। এই urea আবার interstitium থেকে thin ascending limb of loop of Henle তে যেতে পারে। এটাকে বলে reclycling of urea in renal tubules।
অর্ক মামাঃ দারুণ। তুই তো অনার্স পাবি রে৷ তবে শুধু পরীক্ষায় ভাল করলেই হবে না। কোন কিছু clearly জানতে হলে টেক্সটবুকের সব টপিকই একবার পড়তে হবে। আর concept clear থাকলে বড় হয়ে তুই বড় ডাক্তার হতে পারবি। পরীক্ষায় countercurrent mechanism আসে বলে তুই Guyton, Ganong থেকে শুধু এই টপিকটাই পড়েছিস। Renal tubule এর পরবর্তী অংশগুলোতে কী ঘটে তা পড়িস নি৷ Loop of Henle থেকে tubular fluid যখন proximal part of distal convoluted tubule এ যায়, তখনো কিন্তু solute reabsorption ঘটে কিন্তু fluid reabsorption ঘটে না। কারণ, এটাও impermeable to water। ফলে tubular fluid এর osmolality আরো কমে গিয়ে 50 mosm/L হয়। এরপর শুরু হয় আসল খেলা। মানে যার জন্য এত কষ্ট করা অর্থাৎ urine concentrated করার কাজ। Distal part of distal convoluted tubule, collecting tubule এবং collecting duct এ Antidiuretic hormone এর প্রভাবে fluid renal tubule থেকে interstitium এবং সেখান থেকে blood এ reabsorption হয়। ফলে urine এর osmolality বেড়ে 1200-1400 mosm/L হয়। এভাবেই urine ঘন হয় বুঝলি?
ফাহিমঃ বুঝলাম৷ কিন্তু countercurrent mechanism এর দরকারটা কী ছিল তাহলে?
অর্ক মামাঃ যদি renal medullary interstitial fluid এ hyperosmolality না থাকত, তাহলে তুই যতই Antidiuretic hormone দিস না কেন, renal tubule থেকে কিছুতেই fluid বেরিয়ে আসত না।
ফাহিমঃ এবার বুঝতে পেরেছি মামা। এবার আমার confusion clear হয়েছে।
অর্ক মামাঃ এবার তোকে বোনাস একটা জ্ঞান দেই৷ তুই যখন থার্ড ইয়ারে ফার্মাকোলজি পড়বি, তখন এই টপিকটা পাবি৷ আমি তোকে এখনি এডভান্স শিখিয়ে দেই। Loop diuretics এ যেমন বহুল ব্যবহৃত Frusemide, ascending limb of loop of Henle-র NKCC2 receptor block করে NaCl reabsorption এ বাঁধা দেয়। NaCl যেহেতু osmotic particle, তারা তাদের সাথে প্রচুর water carry করে urine এ নিয়ে যায়৷ এজন্য loop diuretics কে high ceiling diuretics বলা হয়। পড়াতে পড়াতে urine production এ আমার নিজের ব্লাডারই ফেটে যাওয়ার উপক্রম হয়েছে এখন। আমি একটু ওয়াশরুম থেকে ফ্রেশ হয়ে আসি। আপুকে চা-বিস্কুট রেডি করতে বল। চা খেয়েই বাসায় যাব৷ আজ আবার জুমার নামাজ আছে।
ফাহিমঃ দুপুরে খেয়ে যেও মামা। মা দুপুরে তোমার পছন্দের কাচ্চি বিরিয়ানি রান্না করবে৷
অর্ক মামাঃ তাহলে তো থেকে যেতেই হচ্ছে।
(সমাপ্ত)
হাসিবুর রহমান অয়ন
শের-ই-বাংলা মেডিকেল কলেজ, বরিশাল
সেশন: ২০০৯-২০১০
প্ল্যাটফর্ম একাডেমিক / তানজিনা সুলতানা