अध्याय चतुर्थ. साँस
क्या खगोलीय पिंड को पुच्छल कहा जाता है? 5) अस्ताना, अल्माटी, अक्टौ के निकटतम महासागर। अस्ताना, अल्माटी, अक्टौ से सबसे दूर के महासागर। 6) रंग और ध्वनि की घटना को किसमें मापा जाता है? 7) 10 भंडारों की सूची बनाएं? 10) अपनी धुरी के चारों ओर पृथ्वी का एक पूरा घेरा कितना होता है? 10) सूर्य के चारों ओर पृथ्वी का एक पूरा घेरा कितना होता है? 11) "सबसे अधिक" नदियों की सूची बनाएं? पौधों की? 15) समुदायों के प्रकारों की सूची बनाएं? आप जिन्हें नहीं जानते हैं उन्हें छोड़ सकते हैं और आपको पहले से बहुत-बहुत धन्यवाद, यह सिर्फ इतना है कि हमारे पास जल्द ही प्राकृतिक विज्ञान में एक परीक्षा है और मुझे वास्तव में इसकी आवश्यकता है और एक बार फिर आप जो कुछ भी करते हैं उसके लिए बहुत-बहुत धन्यवाद
और यह आवश्यक है
सभी बिंदुओं पर रोक लगाएं
1. कौन सी रक्त कोशिकाएं ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन करती हैं?
1) प्लेटलेट्स 2) एरिथ्रोसाइट्स
3) ल्यूकोसाइट्स 4) लिम्फोसाइट्स
2. छोड़ी गई हवा और अंदर ली गई हवा में क्या अंतर है?
1) नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सामग्री
2) कार्बन डाइऑक्साइड और ऑक्सीजन की कम सामग्री
और बड़े - नाइट्रोजन
3) नाइट्रोजन और ऑक्सीजन की कम मात्रा
4) ऑक्सीजन की कम सामग्री, कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सामग्री और नाइट्रोजन की अपरिवर्तित सामग्री
3. फेफड़ों में गैस विनिमय किसके कारण होता है?
1) प्रसार 2) सक्रिय परिवहन
3) निष्क्रिय परिवहन 4) परासरण
4. प्रणालीगत परिसंचरण कहाँ से शुरू होता है?
1) दायां अलिंद 2) बायां अलिंद
3) बायाँ निलय 4) दायाँ निलय
5. . वीसी (फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता) निर्धारित करने के लिए किस उपकरण का उपयोग किया जाता है?
4)स्पाइरोमीटर
6. कौन सा विज्ञान जीवों की आंतरिक संरचना का अध्ययन करता है?
1) शरीर रचना विज्ञान 2) शरीर विज्ञान
3) आनुवंशिकी 4) कोशिका विज्ञान
7. श्वास का अर्थ शरीर को प्रदान करना है
1) ऊर्जा
2) निर्माण सामग्री
3) पोषक तत्वों को सुरक्षित रखें
4) विटामिन
8. यदि कोई व्यक्ति बहुत अधिक धूम्रपान करता है तो वह
1) फुफ्फुसीय पुटिकाओं में जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की मात्रा बढ़ जाती है
2) फुफ्फुसीय पुटिकाएं क्षति के कारण आपस में चिपक जाती हैं
उन्हें जैविक रूप से सक्रिय पदार्थों की एक फिल्म के अंदर से अस्तर करना
3) हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन संलग्न करने की क्षमता बढ़ती है
4) फुफ्फुसीय पुटिकाएं अपनी लोच और साफ होने की क्षमता खो देती हैं
9. शरीर में ऊर्जा का संचार होता है
1) कार्बनिक यौगिकों का निर्माण
2) कोशिका झिल्ली के माध्यम से पदार्थों का प्रसार
3) शरीर की कोशिकाओं में कार्बनिक पदार्थों का ऑक्सीकरण
4) ऑक्सीहीमोग्लोबिन का ऑक्सीजन और हीमोग्लोबिन में अपघटन
10. सिगरेट के धुएं में 200 से अधिक हानिकारक पदार्थ होते हैं,
जिसमें कार्बन मोनोऑक्साइड भी शामिल है
1) रक्त गति की गति कम कर देता है
2) हीमोग्लोबिन के साथ एक स्थिर संबंध बनाता है
3) रक्त का थक्का जमना बढ़ाता है
4) शरीर की एंटीबॉडी उत्पादन करने की क्षमता कम हो जाती है
11. जीवों के जीवन में श्वसन की भूमिका % उत्पादन करना है
1) कार्बनिक पदार्थों का निर्माण एवं जमाव
2) पर्यावरण से कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण
3) उनके जीवन के लिए आवश्यक ऊर्जा की रिहाई
4) पर्यावरण से कार्बनिक पदार्थों का अवशोषण
12. श्वसन पथ में हवा इस तथ्य से गर्म होती है
1) उनकी दीवारें सिलिअरी एपिथेलियम से पंक्तिबद्ध होती हैं
2) उनकी दीवारों में ग्रंथियाँ होती हैं जो बलगम का स्राव करती हैं
3) छोटी रक्त वाहिकाएं उनकी दीवारों में शाखा करती हैं
4) फुफ्फुसीय पुटिकाएं कोशिकाओं की एक परत से बनी होती हैं
13. जब किसी व्यक्ति को कार्बन मोनोऑक्साइड से जहर दिया जाता है
1) शरीर की कोशिकाओं को कम ऑक्सीजन मिलती है
2) फेफड़ों की जीवन क्षमता कम हो जाती है
3) लाल रक्त कोशिकाओं का आकार बदल जाता है
4) पोषक तत्वों के अवशोषण की प्रक्रिया धीमी हो जाती है
14. एक वयस्क स्वस्थ व्यक्ति में फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता होती है
1)1 2 लीटर तक 2)6 7 लीटर तक 3)3 5 लीटर तक 4)7 8 लीटर तक
15. स्तनधारियों और मनुष्यों में प्रणालीगत परिसंचरण की नसों में किस प्रकार का रक्त प्रवाहित होता है?
1) कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त 2) ऑक्सीजन से संतृप्त
3) धमनी 4) मिश्रित
मापदण्ड नाम | अर्थ |
लेख का विषय: | साँस लेने और छोड़ने वाली हवा की संरचना |
रूब्रिक (विषयगत श्रेणी) | खेल |
श्वसन की फिजियोलॉजी
एक जीवित जीव की महत्वपूर्ण गतिविधि O 2 के अवशोषण और CO 2 की रिहाई से जुड़ी है। इस कारण से, श्वसन की अवधारणा में बाहरी वातावरण से कोशिकाओं में O2 की डिलीवरी और कोशिका से पर्यावरण में CO2 की रिहाई से जुड़ी सभी प्रक्रियाएं शामिल हैं।
श्वसन के शरीर विज्ञान के अंतर्गत निम्नलिखित प्रक्रियाओं को समझें: बाह्य श्वसन, फेफड़ों में गैस विनिमय, रक्त, ऊतक और सेलुलर श्वसन द्वारा गैसों का परिवहन।
बाह्य श्वसन मानव श्वसन तंत्र द्वारा किया जाता है। इसमें छाती के साथ उसे गति प्रदान करने वाली मांसपेशियां और वायुमार्ग के साथ फेफड़े शामिल हैं। मुख्य श्वसन मांसपेशियां डायाफ्राम और इंटरकोस्टल मांसपेशियां हैं - आंतरिक और बाहरी।
जब आप सांस लेते हैं, तो डायाफ्राम के मांसपेशी फाइबर सिकुड़ जाते हैं, यह चपटा हो जाता है और नीचे गिर जाता है। इस स्थिति में छाती ऊर्ध्वाधर दिशा में बढ़ती है। बाहरी कोस्टल मांसपेशियों का संकुचन पसलियों को ऊपर उठाता है और उन्हें बगल की ओर धकेलता है, और उरोस्थि को आगे की ओर धकेलता है। इस मामले में, छाती अनुप्रस्थ और ऐन्टेरोपोस्टीरियर दिशाओं में फैलती है। छाती गुहा के विस्तार के साथ, फेफड़ों की आंतरिक सतह पर वायुमार्ग के माध्यम से कार्य करने वाले वायुमंडलीय दबाव के कारण फेफड़े भी निष्क्रिय रूप से विस्तारित होते हैं। फेफड़ों के विस्तार के साथ, उनमें हवा अधिक मात्रा में वितरित होती है और फेफड़ों की गुहा में दबाव वायुमंडलीय दबाव (3-4 मिमी एचजी) से कम हो जाता है। दबाव अंतर ही कारण है कि वायुमंडलीय हवा फेफड़ों में प्रवाहित होने लगती है - साँस लेना होता है।
साँस छोड़ना श्वसन की मांसपेशियों की छूट के परिणामस्वरूप किया जाता है। जब उनका संकुचन बंद हो जाता है, तो छाती नीचे आ जाती है और अपनी मूल स्थिति में लौट आती है। शिथिल डायाफ्राम ऊपर उठता है और गुंबद का आकार ले लेता है। फूले हुए फेफड़ों की मात्रा कम हो जाती है। सभी को एक साथ लेने से इंट्राफुफ्फुसीय दबाव में वृद्धि होती है। फेफड़ों से वायु बाहर निकलती है - साँस छोड़ना होता है।
गैस विनिमय या फेफड़ों का वेंटिलेशन - ϶ᴛᴏ एक मिनट में फेफड़ों से गुजरने वाली हवा की मात्रा - सांस लेने की मिनट मात्रा। आराम करने पर यह 5-8 लीटर/मिनट के बराबर होता है, मांसपेशियों के काम के साथ यह बढ़ जाता है।
एक व्यक्ति वायुमंडलीय वायु में सांस लेता है, जिसमें 20.94% ऑक्सीजन, 78.03% नाइट्रोजन और 0.03% कार्बन डाइऑक्साइड होता है। साँस छोड़ने वाली हवा में कम ऑक्सीजन (16.3%) और 4% कार्बन डाइऑक्साइड होती है। साँस लेने और छोड़ने वाली हवा में O2 के आंशिक दबाव में अंतर के कारण, हवा से ऑक्सीजन फेफड़ों की वायुकोश में प्रवेश करती है। शिरापरक रक्त की केशिकाओं में सीओ 2 का आंशिक दबाव 47 मिमी एचजी है, और एल्वियोली में सीओ 2 का आंशिक दबाव 40 है। आंशिक दबाव में अंतर के कारण, शिरापरक रक्त से सीओ 2 हवा में चला जाता है। नाइट्रोजन गैस विनिमय में भाग नहीं लेता है। फेफड़ों में गैस विनिमय की स्थितियाँ इतनी अनुकूल हैं कि, इस तथ्य के बावजूद कि फेफड़ों की केशिकाओं के माध्यम से रक्त के पारित होने का समय लगभग 1 सेकंड है, फेफड़ों से बहने वाले वायुकोशीय रक्त में गैसों का तनाव समान है यह लंबे समय तक संपर्क के बाद होगा।
यदि फेफड़ों का वेंटिलेशन अपर्याप्त है और एल्वियोली में सीओ 2 की मात्रा बढ़ जाती है, तो रक्त में सीओ 2 का स्तर भी बढ़ जाता है, जिससे तुरंत सांस लेने में वृद्धि होती है - सांस की तकलीफ।
रक्त में गैसों को ले जाना।
गैसें तरल में बहुत कम घुलनशील होती हैं: 100 मिलीलीटर रक्त भौतिक रूप से लगभग 2% ऑक्सीजन और 3-4% कार्बन डाइऑक्साइड को घोल सकता है। लेकिन लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन होता है, जो रासायनिक रूप से O2 और CO2 को बांधने में सक्षम होता है। ऑक्सीजन के साथ हीमोग्लोबिन के संयोजन को आमतौर पर ऑक्सीहीमोग्लोबिन एचबी + ओ 2®एचबीओ 2 कहा जाता है, जो धमनी रक्त में निहित होता है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन एक मजबूत यौगिक नहीं है, यह देखते हुए कि मानव रक्त में लगभग 15% हीमोग्लोबिन होता है, तो 100 मिलीलीटर रक्त 21 मिलीलीटर ओ 2 तक ला सकता है। यह रक्त की तथाकथित ऑक्सीजन क्षमता है। ऑक्सीहीमोग्लोबिन को धमनी रक्त के साथ ऊतकों और कोशिकाओं में भेजा जाता है, जहां, लगातार चल रही ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप, O 2 का सेवन किया जाता है। हीमोग्लोबिन ऊतकों से निकलने वाले कार्बन डाइऑक्साइड को ग्रहण करता है और एक अस्थिर यौगिक HbCO2 - कार्बेमोग्लोबिन बनता है। उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड का लगभग 10% ऐसे यौगिक में प्रवेश करता है। बाकी पानी के साथ मिलकर कार्बोनिक एसिड में बदल जाता है। यह प्रतिक्रिया लाल रक्त कोशिकाओं में स्थित एक विशेष एंजाइम - कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ द्वारा हजारों गुना तेज हो जाती है। इसके अलावा, ऊतक केशिकाओं में कार्बोनिक एसिड सोडियम और पोटेशियम आयनों के साथ प्रतिक्रिया करता है, जिससे बाइकार्बोनेट (NaHCO 3, KHCO 3) बनता है। ये सभी यौगिक फेफड़ों तक पहुंचाए जाते हैं।
हीमोग्लोबिन विशेष रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ 2 (कार्बन मोनोऑक्साइड) के साथ मिलकर कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है, जो ऑक्सीजन ले जाने में असमर्थ है। हीमोग्लोबिन के लिए इसकी रासायनिक आत्मीयता O2 की तुलना में लगभग 300 गुना अधिक है। तो, हवा में CO की सांद्रता 0.1% के बराबर होने पर, रक्त में लगभग 80% हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन से नहीं, बल्कि कार्बन मोनोऑक्साइड से जुड़ा होता है। परिणामस्वरूप, मानव शरीर में ऑक्सीजन भुखमरी के लक्षण दिखाई देते हैं (उल्टी, सिरदर्द, चेतना की हानि)। हल्की कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता एक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है: सीओ धीरे-धीरे हीमोग्लोबिन से अलग हो जाता है और ताजी हवा में सांस लेने पर उत्सर्जित होता है। गंभीर मामलों में मृत्यु हो जाती है।
साँस लेने और छोड़ने वाली हवा की संरचना - अवधारणा और प्रकार। "साँस लेने और छोड़ने वाली हवा की संरचना" 2017, 2018 श्रेणी का वर्गीकरण और विशेषताएं।
साँस लेने के दौरान फेफड़ों में प्रवेश करने वाली वायुमंडलीय वायु कहलाती है साँसवायु; साँस छोड़ने के दौरान श्वसन पथ के माध्यम से हवा बाहर निकलती है, - एग्ज़ॉल्टेड. साँस छोड़ने वाली हवा हवा का मिश्रण है भरनेएल्वियोली, - वायुकोशीय वायु- वायुमार्ग में हवा के साथ (नाक गुहा, स्वरयंत्र, श्वासनली और ब्रांकाई में)। एक स्वस्थ व्यक्ति में सामान्य परिस्थितियों में साँस लेने, छोड़ने और वायुकोशीय वायु की संरचना काफी स्थिर होती है और निम्नलिखित आंकड़ों (तालिका 3) द्वारा निर्धारित होती है।
विभिन्न स्थितियों (आराम की स्थिति या काम आदि) के आधार पर इन आंकड़ों में कुछ हद तक उतार-चढ़ाव हो सकता है। लेकिन सभी परिस्थितियों में, वायुकोशीय हवा साँस की हवा से ऑक्सीजन की काफी कम सामग्री और कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च सामग्री से भिन्न होती है। यह इस तथ्य के परिणामस्वरूप होता है कि फुफ्फुसीय एल्वियोली में, ऑक्सीजन हवा से रक्त में प्रवेश करती है, और कार्बन डाइऑक्साइड वापस निकल जाती है।
फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदानइस तथ्य के कारण कि में फेफड़े की एल्वियोली और शिरापरक रक्तफेफड़ों तक प्रवाहित होना, ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का दबावभिन्न: एल्वियोली में ऑक्सीजन का दबाव रक्त की तुलना में अधिक होता है, और इसके विपरीत, रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का दबाव एल्वियोली की तुलना में अधिक होता है। इसलिए, फेफड़ों में, ऑक्सीजन को हवा से रक्त में स्थानांतरित किया जाता है, और कार्बन डाइऑक्साइड को रक्त से हवा में स्थानांतरित किया जाता है। गैसों के इस तरह के संक्रमण को कुछ भौतिक नियमों द्वारा समझाया गया है: यदि किसी तरल और उसके आसपास की हवा में गैस का दबाव अलग-अलग है, तो गैस तरल से हवा में और इसके विपरीत तब तक गुजरती है जब तक कि दबाव संतुलित न हो जाए।
टेबल तीन
गैसों के मिश्रण में, जो वायु है, प्रत्येक गैस का दबाव इस गैस के प्रतिशत से निर्धारित होता है और कहलाता है आंशिक दबाव(लैटिन शब्द पार्स से - भाग)। उदाहरण के लिए, वायुमंडलीय वायु 760 मिमी एचजी के बराबर दबाव डालती है। हवा में ऑक्सीजन की मात्रा 20.94% है। वायुमंडलीय ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कुल वायु दबाव का 20.94%, यानी 760 मिमी और 159 मिमी एचजी के बराबर होगा। यह स्थापित किया गया है कि वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 100 - 110 मिमी है, और शिरापरक रक्त और फेफड़ों की केशिकाओं में - 40 मिमी है। कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव एल्वियोली में 40 मिमी और रक्त में 47 मिमी है। रक्त और वायु गैसों के बीच आंशिक दबाव में अंतर फेफड़ों में गैस विनिमय की व्याख्या करता है। इस प्रक्रिया में, फुफ्फुसीय एल्वियोली की दीवारों की कोशिकाएं और फेफड़ों की रक्त केशिकाएं सक्रिय भूमिका निभाती हैं, जिसके माध्यम से गैसों का मार्ग होता है।
रक्त में गैसों को ले जाना
रक्त लगातार ऑक्सीजन को फेफड़ों से ऊतकों तक और कार्बन डाइऑक्साइड को ऊतकों से फेफड़ों तक पहुंचाता रहता है। फेफड़ों से बहने वाले धमनी रक्त में तरल पदार्थों में गैसों के घुलने के भौतिक नियमों के अनुसार जितनी ऑक्सीजन होनी चाहिए, उससे कहीं अधिक होती है। यह इस तथ्य के कारण है कि रक्त में अधिकांश ऑक्सीजन विघटित अवस्था में नहीं है, बल्कि रासायनिक रूप से बंधी हुई अवस्था में है। फुफ्फुसीय एल्वियोली से रक्त प्लाज्मा में आने वाली ऑक्सीजन सक्रिय रूप से लाल रक्त कोशिकाओं में प्रवेश करती है और हीमोग्लोबिन के साथ मिलकर एक नाजुक रासायनिक यौगिक - ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाती है। ऑक्सीजन के नए हिस्से एल्वियोली से रक्त प्लाज्मा में आते हैं, और इससे लाल रक्त कोशिकाओं में तब तक आते हैं जब तक कि लगभग पूरा हीमोग्लोबिन ऑक्सीहीमोग्लोबिन में नहीं चला जाता। सामान्य परिस्थितियों में वायुमंडलीय हवा में सांस लेने पर, 96% हीमोग्लोबिन ऑक्सीहीमोग्लोबिन में परिवर्तित हो जाता है, और परिणामस्वरूप, एरिथ्रोसाइट्स में रक्त प्लाज्मा की तुलना में 60 गुना अधिक ऑक्सीजन होता है। यह ऊतकों को विनिमय के लिए आवश्यक ऑक्सीजन की मात्रा प्रदान करता है।
ऊतकों में गैस का आदान-प्रदान फेफड़ों के समान सिद्धांत के अनुसार होता है। जब रक्त विभिन्न अंगों की रक्त केशिकाओं से होकर गुजरता है, तो उच्च आंशिक दबाव (रक्त प्लाज्मा) के क्षेत्र से ऑक्सीजन कम आंशिक दबाव (ऊतक द्रव) के क्षेत्र में चला जाता है। ऊतक द्रव से, ऑक्सीजन कोशिकाओं में प्रवेश करती है और तुरंत रासायनिक ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं में प्रवेश करती है। परिणामस्वरूप, कोशिकाओं के अंदर ऑक्सीजन का आंशिक दबाव हमेशा शून्य होता है। जैसे ही ऑक्सीजन रक्त प्लाज्मा से निकलती है, ऑक्सीहीमोग्लोबिन हीमोग्लोबिन में परिवर्तित हो जाता है, जिससे प्लाज्मा में ऑक्सीजन की पर्याप्त सांद्रता मिलती है। कई कारक ऑक्सीहीमोग्लोबिन को हीमोग्लोबिन में बदलने में योगदान करते हैं, विशेष रूप से, कार्बन डाइऑक्साइड के साथ रक्त की संतृप्ति, और अंगों में रक्त के तापमान में वृद्धि (उदाहरण के लिए, उनके संकुचन के दौरान मांसपेशियों में)।
विनिमय प्रक्रिया के दौरान कोशिकाओं में बनने वाला कार्बन डाइऑक्साइड ऊतक द्रव में प्रवेश करता है, जिससे उसमें उच्च आंशिक दबाव बनता है। विभिन्न अंगों की रक्त केशिकाओं के माध्यम से बहने वाले रक्त में, कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव बहुत कम होता है, इसलिए कार्बन डाइऑक्साइड ऊतक द्रव से रक्त में चला जाता है। रक्त में तरल में घुलने के कारण जितनी संभव हो उससे कहीं अधिक कार्बन डाइऑक्साइड होती है। यह इस तथ्य से भी निर्धारित होता है कि कार्बन डाइऑक्साइड न केवल प्लाज्मा में विघटित अवस्था में है, बल्कि एरिथ्रोसाइट हीमोग्लोबिन और प्लाज्मा लवण के साथ रासायनिक संयोजन में भी प्रवेश करता है। एक विशेष एंजाइम की भागीदारी के साथ, कार्बन डाइऑक्साइड रक्त प्लाज्मा पानी के साथ अपेक्षाकृत आसानी से जुड़ जाता है, जिससे कार्बोनिक एसिड बनता है, जो फेफड़ों में फिर से कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में विघटित हो जाता है। यह ऊतकों में बनने वाले सभी कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर निकालने की संभावना सुनिश्चित करता है। वह रक्त जो ऑक्सीजन छोड़ चुका है और कार्बन डाइऑक्साइड से संतृप्त है, शिरापरक कहलाता है।
शिरापरक रक्त फेफड़ों में प्रवेश करता है, जहां फुफ्फुसीय श्वसन होता है।
साँस लेने और छोड़ने का तंत्र
साँस लेने की क्रिया में लयबद्ध रूप से बार-बार साँस लेना और छोड़ना शामिल है।
साँस लेना निम्नानुसार किया जाता है। तंत्रिका आवेगों के प्रभाव में, साँस लेने की क्रिया में शामिल मांसपेशियाँ सिकुड़ती हैं: डायाफ्राम, बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियाँ, आदि। इसके संकुचन के दौरान डायाफ्राम नीचे (चपटा) हो जाता है, जिससे छाती गुहा के ऊर्ध्वाधर आकार में वृद्धि होती है। बाहरी इंटरकोस्टल और कुछ अन्य मांसपेशियों के संकुचन के साथ, पसलियां ऊपर उठती हैं, जबकि छाती गुहा के ऐन्टेरोपोस्टीरियर और अनुप्रस्थ आयाम बढ़ जाते हैं। इस प्रकार, मांसपेशियों के संकुचन के परिणामस्वरूप, छाती का आयतन बढ़ जाता है (चित्र 74)। इस तथ्य के कारण कि फुफ्फुस गुहा में कोई हवा नहीं है और इसमें दबाव नकारात्मक है, साथ ही छाती की मात्रा में वृद्धि के साथ, फेफड़े का विस्तार होता है। जब फेफड़े फैलते हैं, तो उनके अंदर हवा का दबाव कम हो जाता है (यह वायुमंडलीय दबाव से कम हो जाता है) और वायुमंडलीय हवा श्वसन पथ के माध्यम से फेफड़ों में चली जाती है। नतीजतन, साँस लेते समय, निम्नलिखित क्रमिक रूप से होता है: मांसपेशियों में संकुचन - छाती की मात्रा में वृद्धि - फेफड़ों का विस्तार और फेफड़ों के अंदर दबाव में कमी - वायुमार्ग के माध्यम से फेफड़ों में हवा का प्रवाह।
चावल। 74. सांस लेने के दौरान छाती और डायाफ्राम में परिवर्तन को दर्शाने वाली योजना
साँस छोड़ने के बाद साँस छोड़ना होता है। साँस लेने की क्रिया में शामिल मांसपेशियाँ शिथिल हो जाती हैं (डायाफ्राम एक ही समय में ऊपर उठता है), पसलियाँ, आंतरिक इंटरकोस्टल और अन्य मांसपेशियों के संकुचन के परिणामस्वरूप और उनकी गंभीरता के कारण गिर जाती हैं। छाती का आयतन कम हो जाता है (चित्र 74 देखें), फेफड़े संकुचित हो जाते हैं, उनमें दबाव बढ़ जाता है (वायुमंडलीय दबाव से अधिक हो जाता है), और हवा वायुमार्ग से बाहर निकल जाती है।
श्वास की गति लयबद्ध होती है। शांत अवस्था में एक वयस्क प्रति मिनट 16-20 श्वसन गतियाँ करता है। बच्चों में, वे अधिक आम हैं (नवजात शिशु में, लगभग 60 प्रति मिनट)। एक नियम के रूप में, शारीरिक गतिविधि, विशेष रूप से खराब प्रशिक्षित लोगों में, श्वास में वृद्धि के साथ होती है। कई रोगों में श्वसन क्रियाओं में भी वृद्धि हो जाती है। बढ़ी हुई श्वसन के साथ-साथ इसकी गहराई में कमी भी हो सकती है। नींद के दौरान सांस धीमी हो जाती है।
श्वास दो प्रकार की होती है: पेट (पुरुषों में प्रमुख) और छाती (महिलाओं में)। पहले प्रकार में, छाती गुहा की मात्रा मुख्य रूप से डायाफ्राम संकुचन (ऊर्ध्वाधर आकार में वृद्धि) के परिणामस्वरूप बढ़ जाती है, दूसरे में - अन्य श्वसन मांसपेशियों के संकुचन के परिणामस्वरूप (एटेरोपोस्टीरियर और अनुप्रस्थ आयामों में वृद्धि) छाती)।
फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता
फेफड़ों की कार्यात्मक विशेषताओं के लिए उनकी महत्वपूर्ण क्षमता की परिभाषा का उपयोग किया जाता है। फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता हवा की वह मात्रा है जिसे एक व्यक्ति गहरी सांस लेने के बाद बाहर निकालने में सक्षम होता है। औसतन, यह 3500 सेमी3 है। फेफड़ों की क्षमता का मूल्य काफी हद तक प्रशिक्षण, उम्र और लिंग पर निर्भर करता है।
व्यवस्थित शारीरिक शिक्षा और खेल फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता में वृद्धि में योगदान करते हैं (कुछ एथलीटों के लिए यह 6000 - 7000 सेमी 3 तक पहुंच जाता है)। महिलाओं में, महत्वपूर्ण क्षमता पुरुषों की तुलना में औसतन कम होती है; यह वृद्ध लोगों की तुलना में युवा लोगों में अधिक होता है। फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता निर्धारित करने के लिए, एक विशेष उपकरण का उपयोग किया जाता है - एक स्पाइरोमीटर (चित्र 75)।
चित्र 75. स्पिरोमेट्री (विषय ने गहरी साँस छोड़ी)
शांत श्वास के साथ, एक सांस में लगभग 500 सेमी 3 हवा फेफड़ों में प्रवेश करती है। इस वॉल्यूम को कहा जाता है साँस लेने वाली हवा. शांत साँस छोड़ने के बाद अधिकतम साँस लेने पर, शांत साँस की तुलना में हवा फेफड़ों में औसतन 1500 सेमी 3 अधिक प्रवेश करती है। वायु के इस आयतन को कहा जाता है अतिरिक्त. सामान्य साँस छोड़ने के बाद अधिकतम साँस छोड़ने के साथ, सामान्य साँस छोड़ने की तुलना में फेफड़ों से औसतन 1500 सेमी 3 अधिक हवा निकाली जा सकती है। वायु के इस आयतन को कहा जाता है संरक्षित. वायु की तीनों मात्राएँ - श्वसन, अतिरिक्त और आरक्षित - मिलकर फेफड़ों की महत्वपूर्ण क्षमता बनाती हैं; औसतन: 500 सेमी 3 + 1500 सेमी 3 + 1500 सेमी 3 = 3500 सेमी 3 हवा।
साँस छोड़ने के बाद, सबसे गहरी भी, लगभग 1000 सेमी 3 हवा फेफड़ों में रहती है। इस वॉल्यूम को कहा जाता है अवशिष्ट वायु.
अवशिष्ट वायु की उपस्थिति के कारण, पानी में उतारा गया फेफड़ा डूबता नहीं है। जन्म से पहले, भ्रूण में फुफ्फुसीय श्वसन अनुपस्थित होता है और फेफड़ों में हवा नहीं होती है। ऐसे फेफड़े का एक टुकड़ा पानी में डूब जाता है। जन्म के बाद पहली सांस के साथ हवा फेफड़ों में प्रवेश करती है।
वातिलवक्ष. फुफ्फुस क्षति के साथ छाती में चोट लगने की स्थिति में, वायुमंडलीय वायु फुफ्फुस गुहा में प्रवेश करती है - वातिलवक्ष. इस मामले में, फुफ्फुस गुहा में दबाव फेफड़े के समान ही होगा। अपनी लोच के कारण फेफड़ा सिकुड़ जाता है और सांस लेने में भाग नहीं लेता। चिकित्सा पद्धति में, कभी-कभी वे फुफ्फुस गुहा (कृत्रिम न्यूमोथोरैक्स) में हवा के कृत्रिम परिचय का सहारा लेते हैं।
श्वास नियमन
श्वसन के नियमन की क्रियाविधि बहुत जटिल है। एक योजनाबद्ध प्रस्तुति में, यह निम्नलिखित तक सीमित हो जाता है। मेडुला ऑबोंगटा में तंत्रिका कोशिकाओं का एक समूह होता है जो श्वास को नियंत्रित करता है - श्वसन केंद्र। इसकी उपस्थिति रूसी वैज्ञानिक एन. ए. मिस्लाव्स्की ने 1885 में नोट की थी। श्वसन केंद्र में दो खंड प्रतिष्ठित हैं: साँस लेना खंड और साँस छोड़ना खंड। दोनों वर्गों का कार्य आपस में जुड़ा हुआ है: जब साँस लेने वाला खंड उत्तेजित होता है, तो साँस छोड़ने वाला खंड बाधित होता है और, इसके विपरीत, साँस छोड़ने वाला खंड साँस लेने वाले खंड के निषेध के साथ होता है। श्वसन केंद्र के अलावा, जो मेडुला ऑबोंगटा में स्थित है, पोंस और डाइएनसेफेलॉन में तंत्रिका कोशिकाओं के विशेष संचय श्वसन के नियमन में शामिल होते हैं। श्वसन केंद्र श्वसन की मांसपेशियों पर अपना प्रभाव डालता है, जिस पर साँस लेने और छोड़ने के दौरान छाती के आयतन में परिवर्तन सीधे नहीं, बल्कि रीढ़ की हड्डी के माध्यम से निर्भर करता है। रीढ़ की हड्डी में कोशिकाओं के समूह होते हैं जिनकी प्रक्रियाएँ (तंत्रिका तंतु) रीढ़ की हड्डी की नसों के हिस्से के रूप में श्वसन की मांसपेशियों तक जाती हैं। जब श्वसन केंद्र (प्रेरणा विभाग) उत्तेजित होता है, तो तंत्रिका आवेग रीढ़ की हड्डी में संचारित होते हैं, और वहां से तंत्रिकाओं के माध्यम से श्वसन मांसपेशियों तक, जिससे उनका संकुचन होता है; परिणामस्वरूप, छाती फैलती है और सांस अंदर लेती है। श्वसन केंद्र (साँस लेना विभाग के निषेध के दौरान) से रीढ़ की हड्डी तक और उससे श्वसन की मांसपेशियों तक आवेगों के संचरण की समाप्ति, इन मांसपेशियों की छूट के साथ होती है; परिणामस्वरूप, छाती सिकुड़ जाती है और साँस छोड़ना होता है।
श्वसन केंद्र में, उत्तेजना और निषेध (साँस लेना और छोड़ना) की स्थिति में एक वैकल्पिक परिवर्तन होता है, जिसके कारण साँस लेने और छोड़ने का लयबद्ध विकल्प होता है। श्वसन केंद्र की स्थिति में परिवर्तन तंत्रिका और हास्य प्रभावों पर निर्भर करता है। इस मामले में, एक महत्वपूर्ण भूमिका फेफड़ों के रिसेप्टर्स और रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की होती है। साँस लेने के दौरान, फेफड़ों में खिंचाव होता है और इसके कारण फेफड़े के ऊतकों में अंतर्निहित वेगस तंत्रिका अंत में जलन होती है। रिसेप्टर्स में उत्पन्न होने वाले तंत्रिका आवेग वेगस तंत्रिका के साथ श्वसन केंद्र तक प्रेषित होते हैं, जिससे श्वसन खंड की उत्तेजना होती है और, साथ ही, साँस लेना अनुभाग का निषेध होता है। परिणामस्वरूप, श्वसन केंद्र से रीढ़ की हड्डी तक आवेगों का संचरण रुक जाता है, साँस छोड़ना होता है। साँस छोड़ते समय, फेफड़े के ऊतक ढह जाते हैं, फेफड़े के रिसेप्टर्स चिढ़ नहीं होते हैं, रिसेप्टर्स से तंत्रिका आवेग श्वसन केंद्र में प्रवेश नहीं करते हैं। परिणामस्वरूप, साँस छोड़ने वाला भाग निषेध की स्थिति में आ जाता है, जबकि साँस लेने वाला भाग उत्तेजित हो जाता है और साँस लेना घटित होता है। फिर सब कुछ दोबारा दोहराया जाता है. इस प्रकार, श्वास का स्वचालित स्व-नियमन किया जाता है: साँस लेने से साँस छोड़ना होता है, और साँस छोड़ने से साँस लेना होता है।
कार्बन डाइऑक्साइड श्वसन का एक विशिष्ट प्रेरक एजेंट है। रक्त में एक निश्चित सांद्रता तक कार्बन डाइऑक्साइड के जमा होने से, रक्त वाहिकाओं की दीवारों में विशेष रिसेप्टर्स चिढ़ जाते हैं। रिसेप्टर्स में उत्पन्न होने वाले आवेग तंत्रिका तंतुओं के साथ श्वसन केंद्र (प्रेरणा विभाग) में संचारित होते हैं और इसके उत्तेजना का कारण बनते हैं, जो श्वास की गहराई और तेजी के साथ होता है। इसके अलावा, कार्बन डाइऑक्साइड का श्वसन केंद्र पर भी सीधा प्रभाव पड़ता है: श्वसन केंद्र के आसपास के रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में वृद्धि इसकी उत्तेजना का कारण बनती है। रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता में कमी, इसके विपरीत, श्वसन केंद्र (प्रेरणा विभाग) की उत्तेजना में कमी के साथ होती है।
यदि, गहन मांसपेशियों के काम के परिणामस्वरूप या अन्य कारणों से, रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड की अधिक मात्रा जमा हो जाती है, तो श्वसन केंद्र की उत्तेजना के कारण, श्वास तेज हो जाती है - सांस की तकलीफ होती है। परिणामस्वरूप, कार्बन डाइऑक्साइड शरीर से तेजी से बाहर निकल जाता है और रक्त में इसकी मात्रा सामान्य हो जाती है। श्वसन दर भी सामान्य हो जाती है। कार्बन डाइऑक्साइड का संचय स्वचालित रूप से इसके तेजी से निष्कासन का कारण बनता है और इस प्रकार श्वसन केंद्र (श्वसन अनुभाग) की उत्तेजना में कमी आती है।
कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकता के साथ, श्वसन केंद्र की उत्तेजना ऑक्सीजन की कमी के साथ-साथ रक्त में प्रवेश करने वाले कुछ अन्य पदार्थों, विशेष रूप से, विशेष औषधीय पदार्थों के कारण भी होती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि श्वसन केंद्र पर प्रतिवर्त प्रभाव न केवल रक्त वाहिकाओं की दीवारों के रिसेप्टर्स और स्वयं फेफड़ों के रिसेप्टर्स की जलन से होता है, बल्कि अन्य प्रभावों से भी होता है (उदाहरण के लिए, नाक के म्यूकोसा की जलन) अमोनिया, ठंडे पानी से त्वचा में जलन, आदि)।
श्वास सेरेब्रल कॉर्टेक्स के अधीन है, जैसा कि इस तथ्य से प्रमाणित है कि एक व्यक्ति स्वेच्छा से अपनी सांस रोक सकता है (यद्यपि बहुत कम समय के लिए) या इसकी गहराई और आवृत्ति को बदल सकता है। श्वसन के कॉर्टिकल विनियमन का प्रमाण भावनात्मक अवस्थाओं के दौरान श्वसन में वृद्धि भी है। सुरक्षात्मक कार्य साँस लेने से जुड़े हैं: खाँसना और छींकना। इन्हें रिफ्लेक्सिव तरीके से किया जाता है, और इन रिफ्लेक्सिस के केंद्र मेडुला ऑबोंगटा में स्थित होते हैं।
खाँसीस्वरयंत्र, ग्रसनी या ब्रांकाई की श्लेष्मा झिल्ली की जलन की प्रतिक्रिया में होता है (जब धूल, भोजन आदि के कण वहां पहुंचते हैं)। गहरी सांस लेने के बाद खांसने पर, वायु को श्वसन पथ से बलपूर्वक बाहर निकाला जाता है और स्वर रज्जुओं को गति प्रदान करता है (एक विशिष्ट ध्वनि उत्पन्न होती है)। हवा के साथ, श्वसन पथ में जो जलन होती है वह दूर हो जाती है।
छींकखांसी के समान सिद्धांत पर नाक के म्यूकोसा की जलन की प्रतिक्रिया में होता है।
खाँसी और छींकना सुरक्षात्मक श्वसन प्रतिक्रियाएँ हैं।
श्वास का अर्थ
श्वसन शरीर और उसके बाहरी वातावरण के बीच गैसों के निरंतर आदान-प्रदान की एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। सांस लेने की प्रक्रिया में व्यक्ति पर्यावरण से ऑक्सीजन अवशोषित करता है और कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है।
शरीर में पदार्थों के परिवर्तन की लगभग सभी जटिल प्रतिक्रियाएँ ऑक्सीजन की अनिवार्य भागीदारी के साथ होती हैं। ऑक्सीजन के बिना, चयापचय असंभव है, और जीवन को संरक्षित करने के लिए ऑक्सीजन की निरंतर आपूर्ति आवश्यक है। चयापचय के परिणामस्वरूप, कोशिकाओं और ऊतकों में कार्बन डाइऑक्साइड बनता है, जिसे शरीर से निकाला जाना चाहिए। शरीर के अंदर काफी मात्रा में कार्बन डाइऑक्साइड का जमा होना खतरनाक है। कार्बन डाइऑक्साइड को रक्त द्वारा श्वसन अंगों तक ले जाया जाता है और बाहर निकाला जाता है। साँस लेने के दौरान श्वसन अंगों में प्रवेश करने वाली ऑक्सीजन रक्त में फैल जाती है और रक्त द्वारा अंगों और ऊतकों तक पहुंचाई जाती है।
मानव और पशु शरीर में ऑक्सीजन का कोई भंडार नहीं है, और इसलिए शरीर को इसकी निरंतर आपूर्ति एक महत्वपूर्ण आवश्यकता है। यदि कोई व्यक्ति, आवश्यक मामलों में, एक महीने से अधिक समय तक भोजन के बिना, 10 दिनों तक पानी के बिना रह सकता है, तो ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, 5-7 मिनट के भीतर अपरिवर्तनीय परिवर्तन होते हैं।
साँस ली गई, छोड़ी गई और वायुकोशीय वायु की संरचना
बारी-बारी से साँस लेने और छोड़ने से, एक व्यक्ति फेफड़ों को हवादार बनाता है, जिससे फुफ्फुसीय पुटिकाओं (एल्वियोली) में अपेक्षाकृत स्थिर गैस संरचना बनी रहती है। एक व्यक्ति उच्च ऑक्सीजन सामग्री (20.9%) और कम कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री (0.03%) के साथ वायुमंडलीय हवा में सांस लेता है, और हवा छोड़ता है जिसमें ऑक्सीजन 16.3% है, कार्बन डाइऑक्साइड 4% है (तालिका 8)।
वायुकोशीय वायु की संरचना वायुमंडलीय, साँस ली गई वायु की संरचना से काफी भिन्न होती है। इसमें ऑक्सीजन कम (14.2%) और कार्बन डाइऑक्साइड (5.2%) अधिक मात्रा में होती है।
नाइट्रोजन और अक्रिय गैसें, जो हवा का हिस्सा हैं, श्वसन में भाग नहीं लेती हैं, और साँस लेने, छोड़ने और वायुकोशीय हवा में उनकी सामग्री लगभग समान होती है।
साँस छोड़ने वाली वायु में वायुकोशीय वायु की तुलना में अधिक ऑक्सीजन क्यों होती है? यह इस तथ्य से समझाया गया है कि साँस छोड़ने के दौरान, श्वसन अंगों में, वायुमार्ग में जो हवा होती है, वह वायुकोशीय हवा के साथ मिश्रित होती है।
गैसों का आंशिक दबाव और तनाव
फेफड़ों में, वायुकोशीय वायु से ऑक्सीजन रक्त में प्रवेश करती है, और रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड फेफड़ों में प्रवेश करती है। गैसों का हवा से तरल और तरल से हवा में संक्रमण हवा और तरल में इन गैसों के आंशिक दबाव में अंतर के कारण होता है। आंशिक दबाव कुल दबाव का वह हिस्सा है जो गैस मिश्रण में किसी गैस के अनुपात पर पड़ता है। मिश्रण में गैस का प्रतिशत जितना अधिक होगा, उसका आंशिक दबाव भी उतना ही अधिक होगा। जैसा कि आप जानते हैं, वायुमंडलीय वायु गैसों का मिश्रण है। वायुमंडलीय वायु दबाव 760 मिमी एचजी। कला। वायुमंडलीय वायु में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 760 मिमी का 20.94%, यानी 159 मिमी है; नाइट्रोजन - 760 मिमी का 79.03%, यानी लगभग 600 मिमी; वायुमंडलीय हवा में बहुत कम कार्बन डाइऑक्साइड है - 0.03%, इसलिए इसका आंशिक दबाव 760 मिमी - 0.2 मिमी एचजी का 0.03% है। कला।
तरल में घुली गैसों के लिए, "वोल्टेज" शब्द का प्रयोग किया जाता है, जो मुक्त गैसों के लिए प्रयुक्त "आंशिक दबाव" शब्द के अनुरूप है। गैस तनाव को दबाव (एमएमएचजी में) के समान इकाइयों में व्यक्त किया जाता है। यदि वातावरण में गैस का आंशिक दबाव तरल में उस गैस के वोल्टेज से अधिक है, तो गैस तरल में घुल जाती है।
वायुकोशीय वायु में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 100-105 मिमी एचजी है। कला।, और फेफड़ों में बहने वाले रक्त में, ऑक्सीजन तनाव औसतन 60 मिमी एचजी होता है। कला।, इसलिए, फेफड़ों में, वायुकोशीय वायु से ऑक्सीजन रक्त में गुजरती है।
गैसों की गति प्रसार के नियमों के अनुसार होती है, जिसके अनुसार एक गैस उच्च आंशिक दबाव वाले वातावरण से कम दबाव वाले वातावरण में फैलती है।
फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान
वायुकोशीय वायु से फेफड़ों में ऑक्सीजन का रक्त में संक्रमण और रक्त से फेफड़ों में कार्बन डाइऑक्साइड का प्रवाह ऊपर वर्णित नियमों का पालन करता है।
महान रूसी शरीर विज्ञानी इवान मिखाइलोविच सेचेनोव के काम के लिए धन्यवाद, रक्त की गैस संरचना और फेफड़ों और ऊतकों में गैस विनिमय की स्थितियों का अध्ययन करना संभव हो गया।
फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान वायुकोशीय वायु और रक्त के बीच विसरण द्वारा होता है। फेफड़ों की वायुकोशिकाएँ केशिकाओं के घने जाल से घिरी होती हैं। एल्वियोली और केशिकाओं की दीवारें बहुत पतली होती हैं, जो फेफड़ों से रक्त में गैसों के प्रवेश में योगदान करती हैं और इसके विपरीत। गैस विनिमय उस सतह के आकार पर निर्भर करता है जिसके माध्यम से गैसों का प्रसार होता है, और विसरित गैसों के आंशिक दबाव (वोल्टेज) में अंतर होता है। गहरी सांस के साथ, एल्वियोली खिंच जाती है और उनकी सतह 100-105 मीटर 2 तक पहुंच जाती है। फेफड़ों में केशिकाओं की सतह भी बड़ी होती है। वायुकोशीय वायु में गैसों के आंशिक दबाव और शिरापरक रक्त में इन गैसों के तनाव के बीच पर्याप्त अंतर है (तालिका 9)।
तालिका 9 से यह पता चलता है कि शिरापरक रक्त में गैसों के तनाव और वायुकोशीय वायु में उनके आंशिक दबाव के बीच का अंतर ऑक्सीजन के लिए 110 - 40 = 70 मिमी एचजी है। कला।, और कार्बन डाइऑक्साइड के लिए 47 - 40 = 7 मिमी एचजी। कला।
अनुभवजन्य रूप से, यह स्थापित करना संभव था कि 1 मिमी एचजी के ऑक्सीजन तनाव में अंतर के साथ। कला। आराम कर रहे एक वयस्क के रक्त में 1 मिनट में 25-60 मिली ऑक्सीजन प्रवेश कर सकती है। आराम करने वाले व्यक्ति को प्रति मिनट लगभग 25-30 मिलीलीटर ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। इसलिए, 70 मिमी एचजी का ऑक्सीजन दबाव अंतर। सेंट, शरीर को उसकी गतिविधि की विभिन्न परिस्थितियों में ऑक्सीजन प्रदान करने के लिए पर्याप्त है: शारीरिक कार्य, खेल अभ्यास आदि के दौरान।
रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड की प्रसार दर ऑक्सीजन की तुलना में 25 गुना अधिक है, इसलिए, 7 मिमी एचजी के दबाव अंतर के साथ। कला।, कार्बन डाइऑक्साइड के पास रक्त से बाहर निकलने का समय होता है।
रक्त में गैसों को ले जाना
रक्त ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड ले जाता है। रक्त में, किसी भी तरल पदार्थ की तरह, गैसें दो अवस्थाओं में हो सकती हैं: भौतिक रूप से घुली हुई और रासायनिक रूप से बंधी हुई। ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड दोनों ही रक्त प्लाज्मा में बहुत कम मात्रा में घुलते हैं। अधिकांश ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन रासायनिक रूप से बंधे रूप में होता है।
रक्त में ऑक्सीजन का मुख्य वाहक हीमोग्लोबिन है। 1 ग्राम हीमोग्लोबिन 1.34 मिली ऑक्सीजन को बांधता है। हीमोग्लोबिन में ऑक्सीजन के साथ मिलकर ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाने की क्षमता होती है। ऑक्सीजन का आंशिक दबाव जितना अधिक होगा, ऑक्सीहीमोग्लोबिन उतना ही अधिक बनेगा। वायुकोशीय वायु में, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव 100-110 मिमी एचजी है। कला। इन परिस्थितियों में, रक्त में 97% हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन से बंध जाता है। रक्त ऑक्सीहीमोग्लोबिन के रूप में ऊतकों तक ऑक्सीजन पहुंचाता है। यहां, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कम होता है, और ऑक्सीहीमोग्लोबिन - एक नाजुक यौगिक - ऑक्सीजन छोड़ता है, जिसका उपयोग ऊतकों द्वारा किया जाता है। हीमोग्लोबिन द्वारा ऑक्सीजन का बंधन कार्बन डाइऑक्साइड के तनाव से भी प्रभावित होता है। कार्बन डाइऑक्साइड हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन को बांधने की क्षमता को कम कर देता है और ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण को बढ़ावा देता है। तापमान में वृद्धि से हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन को बांधने की क्षमता भी कम हो जाती है। यह ज्ञात है कि ऊतकों में तापमान फेफड़ों की तुलना में अधिक होता है। ये सभी स्थितियाँ ऑक्सीहीमोग्लोबिन के पृथक्करण में मदद करती हैं, जिसके परिणामस्वरूप रक्त रासायनिक यौगिक से निकलने वाली ऑक्सीजन को ऊतक द्रव में छोड़ता है।
हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन को बांधने की क्षमता शरीर के लिए महत्वपूर्ण है। कभी-कभी लोग स्वच्छ हवा से घिरे शरीर में ऑक्सीजन की कमी से मर जाते हैं। यह उस व्यक्ति के साथ हो सकता है जो खुद को कम दबाव वाले वातावरण (उच्च ऊंचाई पर) में पाता है, जहां दुर्लभ वातावरण में ऑक्सीजन का आंशिक दबाव बहुत कम होता है। 15 अप्रैल, 1875 को जेनिथ गुब्बारा तीन वैमानिकों को लेकर 8000 मीटर की ऊंचाई तक पहुंच गया। जब गुब्बारा उतरा, तो केवल एक व्यक्ति जीवित बचा। मृत्यु का कारण ऊंचाई पर ऑक्सीजन के आंशिक दबाव में भारी कमी थी। उच्च ऊंचाई (7-8 किमी) पर, धमनी रक्त अपनी गैस संरचना में शिरापरक रक्त के करीब पहुंचता है; शरीर के सभी ऊतकों में ऑक्सीजन की तीव्र कमी होने लगती है, जिसके गंभीर परिणाम होते हैं। 5000 मीटर से ऊपर चढ़ने के लिए आमतौर पर विशेष ऑक्सीजन उपकरणों के उपयोग की आवश्यकता होती है।
विशेष प्रशिक्षण के साथ, शरीर वायुमंडलीय हवा में कम ऑक्सीजन सामग्री को अनुकूलित कर सकता है। एक प्रशिक्षित व्यक्ति में, श्वास गहरी हो जाती है, हेमटोपोइएटिक अंगों और रक्त डिपो में उनके बढ़ते गठन के कारण रक्त में एरिथ्रोसाइट्स की संख्या बढ़ जाती है। इसके अलावा, हृदय संकुचन बढ़ जाता है, जिससे रक्त की सूक्ष्म मात्रा में वृद्धि होती है।
प्रशिक्षण के लिए दबाव कक्षों का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
कार्बन डाइऑक्साइड को रक्त में रासायनिक यौगिकों - सोडियम और पोटेशियम बाइकार्बोनेट के रूप में ले जाया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड का बंधन और रक्त द्वारा इसका उत्सर्जन ऊतकों और रक्त में इसके तनाव पर निर्भर करता है।
इसके अलावा, रक्त हीमोग्लोबिन कार्बन डाइऑक्साइड के स्थानांतरण में शामिल होता है। ऊतक केशिकाओं में, हीमोग्लोबिन कार्बन डाइऑक्साइड के साथ रासायनिक संयोजन में प्रवेश करता है। फेफड़ों में, यह यौगिक कार्बन डाइऑक्साइड के निकलने के साथ टूट जाता है। फेफड़ों में उत्सर्जित कार्बन डाइऑक्साइड का लगभग 25-30% हीमोग्लोबिन द्वारा ले जाया जाता है।
पाठ संख्या 7.
विषय: बाह्य श्वसन. श्वसन चक्र की संरचना.
साँस- प्रक्रियाओं का एक सेट जिसके परिणामस्वरूप शरीर द्वारा ऑक्सीजन की खपत होती है और कार्बन डाइऑक्साइड निकलता है।
मनुष्यों और उच्चतर जानवरों में साँस लेने में निम्नलिखित प्रक्रियाएँ शामिल हैं:
1. बाहरी वातावरण और फेफड़ों की वायुकोषों के बीच वायु का आदान-प्रदान।
2. वायुकोशीय वायु और फुफ्फुसीय केशिकाओं के माध्यम से बहने वाले रक्त के बीच गैसों का आदान-प्रदान।
3. रक्त द्वारा गैसों का परिवहन।
4. ऊतक केशिकाओं में रक्त और ऊतकों के बीच गैसों का आदान-प्रदान।
5. कोशिकाओं द्वारा ऑक्सीजन की खपत और उनके द्वारा कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन।
एककोशिकीय जीवों में, गैस विनिमय शरीर की पूरी सतह के माध्यम से होता है, कीड़ों में - श्वासनली के माध्यम से, जो पूरे शरीर में प्रवेश करती है, मछली में - गलफड़ों में। उभयचरों में, गैस विनिमय का 2/3 त्वचा के माध्यम से और 1/3 फेफड़ों के माध्यम से होता है। स्तनधारियों में, गैस विनिमय लगभग पूरी तरह से फेफड़ों में होता है और थोड़ा त्वचा और पाचन तंत्र के माध्यम से होता है।
बाह्य श्वसन.
खेत जानवरों में फेफड़े एक भली भांति बंद करके सील की गई छाती गुहा में स्थित होते हैं, जहां दबाव नकारात्मक (वायुमंडलीय से नीचे) होता है। अंदर से, छाती गुहा फुस्फुस से ढकी होती है, जिसमें से एक शीट (पार्श्विका) छाती से सटी होती है, और दूसरी (आंत) फेफड़ों को ढकती है। साँस लेने और छोड़ने के दौरान फेफड़ों के घर्षण को कम करने के लिए उनके बीच सीरस द्रव से भरी एक जगह होती है। फेफड़े मांसपेशियों से रहित होते हैं और निष्क्रिय रूप से छाती की गति का अनुसरण करते हैं: जब उत्तरार्द्ध फैलता है, तो वे फैलते हैं और हवा में चूसते हैं (साँस लेते हैं), और जब वे गिरते हैं, तो वे कम हो जाते हैं (साँस छोड़ते हैं)। श्वसन केंद्र से आने वाले आवेगों के कारण छाती और डायाफ्राम की श्वसन मांसपेशियां सिकुड़ती हैं, जो सामान्य श्वास सुनिश्चित करती है। यदि आप छाती खोलते हैं, तो हवा फुफ्फुस गुहा (न्यूमोथोरैक्स) में प्रवेश करती है और इसमें दबाव वायुमंडलीय दबाव के बराबर हो जाता है, परिणामस्वरूप, फेफड़े ढह जाते हैं (एटेलेक्टैसिस)।
फुफ्फुस गुहा में नकारात्मक दबाव.
जानवरों के भ्रूण में फेफड़े पूरी छाती गुहा को भर देते हैं। प्लेसेंटा के माध्यम से गैस विनिमय होता है। भ्रूण के फेफड़े श्वसन में शामिल नहीं होते हैं।
जन्म के बाद, पहली सांस में, पसलियाँ ऊपर उठती हैं, लेकिन वे अपनी मूल स्थिति में वापस नहीं आ पातीं, क्योंकि वे कशेरुकाओं में स्थिर रहती हैं।
फेफड़ों के लोचदार ऊतक गिरने लगते हैं, फेफड़ों और छाती के बीच एक गैप बन जाता है, जिसमें दबाव वायुमंडलीय से नीचे होता है। तो, फेफड़ों के एल्वियोली में, दबाव वायुमंडलीय -760 के बराबर है, फुफ्फुस गुहा में - 745-754 मिमी एचजी। ये 10-30 मिमी फेफड़ों को विस्तार प्रदान करते हैं। जब आप साँस लेते हैं, तो छाती गुहा का आयतन बढ़ जाता है, दबाव कम हो जाता है, हवा फेफड़ों में प्रवेश करती है। जब छाती ढह जाती है, तो छाती की गुहा कम हो जाती है, उसमें दबाव बढ़ जाता है और हवा बाहर की ओर धकेल दी जाती है - साँस छोड़ना होता है।
अंतर्गत आवृत्तिसांस 1 मिनट में श्वसन चक्र (साँस लेना-छोड़ना) की संख्या को समझें। जानवरों में श्वसन गति की आवृत्ति चयापचय की तीव्रता, परिवेश के तापमान, पशु उत्पादकता आदि पर निर्भर करती है।
बड़े जानवर छोटे जानवरों की तुलना में कम बार सांस लेते हैं, युवा जानवर वयस्कों की तुलना में अधिक बार सांस लेते हैं। अधिक उत्पादन करने वाली गायें कम उत्पादन करने वाली गायों की तुलना में अधिक बार सांस लेती हैं। शारीरिक श्रम, भोजन, उत्तेजना से श्वास तेज हो जाती है।
श्वसन दर
जानवरों में 1 मिनट में
जानवर का प्रकार | आवृत्ति |
घोड़ा मवेशी सुअर कुत्ता चिकन | 8-12 10-30 8-18 10-30 22-25 |
सांस लेने की क्रिया में बाहरी और आंतरिक इंटरकोस्टल मांसपेशियां, डायाफ्राम की मांसपेशियां भाग लेती हैं। छाती के विस्तार में कौन सी मांसपेशियाँ अधिक शामिल होती हैं, इसके आधार पर, तीन प्रकार की श्वास को प्रतिष्ठित किया जाता है: कॉस्टल या छाती (साँस लेते समय, बाहरी इंटरकोस्टल मांसपेशियाँ मुख्य रूप से सिकुड़ती हैं); पेट, या डायाफ्रामिक (डायाफ्राम के संकुचन के कारण); कोस्टएब्डॉमिनल, जब छाती और डायाफ्राम की मांसपेशियां सांस लेने में शामिल होती हैं। गर्भावस्था के दौरान, पेट के अंगों के रोग, सांस लेने का प्रकार छाती में बदल जाता है, क्योंकि जानवर रोगग्रस्त अंगों की "रक्षा" करते हैं।
सांस लेते समय छाती फैलती और सिकुड़ती है। श्वसन गतिविधियों के रिकॉर्ड को न्यूमोग्राम कहा जाता है, जिसका उपयोग सांस लेने की आवृत्ति और गहराई निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।
सुरक्षात्मक श्वसन प्रतिवर्तों में खाँसना, छींकना, रुकना, श्वास को बढ़ाना या तेज करना शामिल है।
यांत्रिक कणों, बलगम द्वारा ऊपरी श्वसन पथ के रिसेप्टर्स की जलन के कारण खांसी, छींक आती है। खांसने, छींकने के दौरान ग्लोटिस बंद होने पर तेज सांस निकलती है, जिसके परिणामस्वरूप जलन पैदा करने वाले पदार्थ निकल जाते हैं।
शरीर की प्रतिक्रिया सांस रोकने की होती है। यदि किसी जानवर को अमोनिया, ईथर, क्लोरीन, या अन्य तीखी गंध वाले पदार्थों को अंदर लेने की अनुमति दी जाती है, तो श्वसन अवरोध होता है, जो जलन पैदा करने वाले पदार्थों को फेफड़ों में प्रवेश करने से रोकता है।
दर्द की जलन के कारण पहले देरी होती है, और फिर सांस लेने में वृद्धि होती है।
रक्त में गैसों को ले जाना।
जब आप सांस लेते हैं, तो हवा फेफड़ों की एल्वियोली में प्रवेश करती है, जहां केशिकाओं के माध्यम से गैस का आदान-प्रदान होता है। साँस की हवा गैसों का मिश्रण है: ऑक्सीजन - 20.82%, कार्बन डाइऑक्साइड - 0.03 और नाइट्रोजन - 79.15%। वायुकोशीय वायु और रक्त में गैसों के आंशिक दबाव में अंतर के कारण रक्त से कार्बन डाइऑक्साइड के वायुकोशीय वायु में और वायुकोशीय वायु से रक्त में ऑक्सीजन के प्रसार के परिणामस्वरूप फेफड़ों में गैस का आदान-प्रदान होता है।
आंशिक दबाव- यह मिश्रण में एक या किसी अन्य गैस की हिस्सेदारी के कारण गैस मिश्रण के कुल दबाव का हिस्सा है। तो, शिरापरक रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का तनाव 46 मिमी एचजी है। कला।, और वायुकोशीय वायु में - 40, फेफड़ों की वायुकोशिका में ऑक्सीजन - 100 मिमी एचजी। कला।, और शिरापरक रक्त - 90।
रक्त में प्रवेश करने वाली ऑक्सीजन 0.3 वोल्ट% की मात्रा में प्लाज्मा में घुल जाती है, और बाकी हीमोग्लोबिन से जुड़ जाती है, जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनता है, जो ऊतकों में विघटित हो जाता है। 100 मिलीलीटर रक्त को बांधने में सक्षम ऑक्सीजन की मात्रा कहलाती है रक्त की ऑक्सीजन क्षमता. जारी हीमोग्लोबिन कार्बन डाइऑक्साइड से बंध जाता है (कार्बोहीमोग्लोबिन बनाता है), 2.5 वोल्ट% कार्बन डाइऑक्साइड रक्त प्लाज्मा में घुल जाता है। साँस छोड़ने वाली हवा के साथ फेफड़ों से कार्बन डाइऑक्साइड निकलती है।
साँस लेने और छोड़ने वाली हवा की संरचना