ही पोस्ट तुमच्या मित्रांबरोबर शेअर करा. अधिक माहिती साठी या पेज ला लाईक करा.

श्वसन संस्था (RESPIRATORY SYSTEM)

प्रस्तावना (Introduction) 

सात्मीकरण झालेल्या अन्नापासून ऊर्जामुक्त करण्याच्या प्रक्रियेला श्वसन म्हणतात.

फक्त श्वास आत घेणे व उच्छवास बाहेर सोडणे म्हणजेच श्वसन नसून, त्याद्वारे ऊर्जामुक्त करण्याच्या

प्रक्रियेला श्वसन म्हणतात.

सात्मीकरण झालेले अन्न म्हणजे पचन झालेले अन्न रक्त शोषूण ते प्रत्येक ऊती पर्यंत पोहचवणे   होय. 

श्वसनाचे प्रकार (Types of Respiration) 

श्वसन हे फक्त ऑक्सिजनच्या उपलब्धतेवर होत नसून, ते ऑक्सिजन नसतानाही घडून येऊ शकते.

त्यानुसार ऑक्सिजनवर उपलब्ध असणारे श्वसन व ऑक्सिजन नसणारे असे प्रकार पडतात, 

ते खालीलप्रमाणे

1) ऑक्सिश्वसन किंवा सानिल (Aerobic Respiration)

 ज्या श्वसनात ऑक्सिजनच्या सानिध्यात ऊर्जामुक्त केली जाते त्या श्वसनास ऑक्सिश्वसन म्हणतात.

2) विनॉक्सिश्वसन किंवा अनानिल (Anaerobic Respiration) 

ज्या श्वसनात ऊर्जामुक्त करण्यासाठी ऑक्सिजनची गरज भासत नाही किंवा ऑक्सिजन शिवाय घडवून येणार्‍या श्वसनास विनॉक्सिश्वसन म्हणतात.

श्वासनाचे टप्पे  (Steps of Respiration)

• श्वासोच्छवास (Breathing) व पेशीश्वसन (Cellular Respiration) असे दोन टप्पे मिळून श्वसनाची जटिल प्रक्रिया  पूर्ण होते.

1) श्वासोच्छ्वास किंवा बाह्य श्वसन (Breathing) 

ज्या क्रियेत हवा फुप्फुसात शिरते व कार्बनडायऑक्साइडचे प्रमाण जास्त असलेली हवा फुप्फुसाबाहेर टाकली जातें त्या क्रियेस बाह्यश्वसन असे म्हणतात. या क्रियेबरोबरच रक्तातही वायूची देवाणघेवाण होत असते.

2) पेशी श्वसन किंवा अंत:श्वसन (Cellular Respiration Or Internal Respiration) 

वरील क्रियेत रक्तात शोषलेला वायू लाल रक्त पेशीमार्फत प्रत्येक पेशीपर्यंत पोहचवला जातो.(उदा. फुप्फुसाकडू वायू यकृत पेशी पर्यंत पोहचवला जातो.) 

पेशीतील तंतूकणिकामध्ये ऑक्सिजनच्या साहाय्याने ग्लुकोजचे रूपांतर पाणी व कार्बनडायऑक्साइड आणि उर्जेच्य रुपात केले जाते.

ही ऊर्जा ATP च्या स्वरुपात बाहेर पडते.

मानवी श्वसन संस्था (Human Respiratory System)

मानवातील बाह्य श्वसन संस्थेत अनुक्रमे खालील घटक भाग येतात,

नाकपुड्या (Nostrils)

ग्रासणी/घसा (Pharynx)

कंठ (Larynx)

श्वसननलिका (Trachea)

श्वसनी (Bronchi)

श्वसनिका (Bronchiole)

वायुकोश (Alveolus)

फुप्फुस (Lungs)

1) नाकपुड्या (Nostrils)

 मानवी श्वसन मार्ग नाकपुड्यापासून सुरू होतो, नाकपुड्यापासून हवा आत जाताना सुक्ष्म केसामार्फत गाळली जाते, म्हणून हवेतील मोठे धुळीचे कण फुप्फुसापर्यंत जाण्यापासून रोखले जातात. यातील Bowman's ग्रंथीतुन श्लेष्मा (mucus) स्त्रावला जातो

2) घसा (Pharynx) 

हा भाग श्वासनलिका व अन्ननलिका दोन्हीही क्रियेत भाग घेतो.

1) घशाच्या दोन्ही बाजूंनी 'Eustachian' नलिकांची छिद्रे असतात जी घसा व मध्यकर्णास जोडतात.

2) नाकपुडया व घसा यांच्या मिलापाच्या ठिकाणास कोआना (Choane) असे म्हणतात तर घसा जिथे कंठास मिळतो त्या ठिकाणास 'गलव्दार' किंवा 'स्वरव्दार' (Glottis) असे म्हणतात, हे स्वरव्दार एका विशिष्ट पडदयाने झाकले गेलेले असले त्यास 'अधिस्वरव्दार' (Epiglottis) असे म्हणतात, हे Epiglottis अन्न गिळताना बंद होते ज्यामुळे अन्नकण श्वसननलिकेत न जाता सरळ अन्ननलिकेत जातात व ढसका बसत नाही.

3) घसा जिथे अन्ननलिकेसोबत जोडला जातो त्या जागेस गलेट (Gullet) असे म्हणतात.

3) कंठ (Larynx)

3) कंठ (Larynx) 

घश्या द्वारे आलेला वायू श्वसननलिकेकडे कंठाद्वारे जातो.

श्वसननलिकेच्या या भागाद्वारे आवाजाची निर्मिती होते म्हणुन कंठाला घ्वनीचा डबा (Sound box)असे पण म्हणतात. 

कठामध्ये Vocal cords असतो. ज्यामळे आवाज तयार होतो. पुरुषामध्ये 20mm चा Vocal cord असतो, स्त्रियांमध्ये Vocal cord 5mm नी कमी असतो.

4) श्वसननलिका (Trachea) 

वायूचे वहन करणे.

5) श्वसनी (Bronchi)

 उजवी श्वसनी ही डाव्या श्वसनीपेक्षा अधिक रुंद, अखुड व अधिक उभी असते. म्हणून बाहेरुन गेलेली वस्तू (उदा. नाणे, छोटी गोष्टी इ.) उजव्या श्वसन अडकतात

श्वसननलिकेचे दोन भाग पडतात त्यांना श्वसनी म्हणतात. यापैकी एक उजव्या फुप्फुसात तर एक डाव्या फुप्फुसात शिरते, हे विभाजन T, हया मनक्याच्या हाडाच्या स्तरास समांतर ठिकाणी होते

6) फुप्फुसे (Lungs) 

हृदयाच्या दोन्ही बाजूस असलेली, छातीच्या पोकळीतील असलेली फुप्फुसे ही श्वसनाची मुख्य अवयव आहेत.

फुप्फुसात खालील घटक असतात.

अ) श्वसनिका (Bronchiole) 

 श्वसनी फुप्फुसात शिरल्यानंतर तिचे दोन द्वितीयक फांदया मध्ये रूपांतर होऊन त्याचे लहान लहान शाखात रुपांतर होते या सर्वात लहान शाखांना श्वसनिका म्हणतात.

(Inshort, Bronchi redivides to form Bronchiole)

ब) वायुकोश (Alveolus) 

श्वसनिका त्यांच्या शेवटी जास्तीत जास्त संख्येने फुग्याप्रमाणे असणारे वायुकोश तयार करतात.

वायुकोश हा फुप्फुसाचा कार्यात्मक व रचनात्मक घटक आहे, म्हणजेच संपूर्ण फुप्फुस हे वायूकोशांनी बनले आहे.

वायू कोशाद्वारे वायूची देवाण घेवाण 

श्वास आत घेणे व तो पुन्हा बाहेर सोडणे अशा दोन प्रक्रियेने वायूची देवाण घेवाण होते. 

1) स्वास (Inhalation)

+ ज्यावेळी शरीरातील स्नायू मय पटल (Diaphragm) आकुंचन पावते त्यावेळी छातीच्या पोकळीचे आकारमान वाढते त्यामुळे छातीच्या पोकळीतील हवेचा दाब कमी होतो, अशावेळी वातावरणातील हवा नाकपुड्यामार्फत फुप्फुसामध्ये प्रवेश करते. म्हणजेच वातावरणातील वायू फुप्फुसात घेण्याच्या क्रियेला श्वास (Inhalation) म्हणतात.

 आत घेतलेला हा वायू वायुकोशात येतो व वायुकोश व त्याला लगतच असलेल्या केशवाहिन्यांमार्फत वायूची देवा घेवाण घडून येते.

 ही देवाणघेवाण विसरण (Diffusion) क्रियेने घडून येते. 

 ही एक सक्रिय क्रिया आहे (Active Process) जेव्हा श्वास आत घेतला जातो तेव्हा छातीच्या बरगड्या (Ribes) बाहेर येतात. (Moves outword)

2) उच्छवास (Exhalation) 

ज्यावेळी पटल (Diaphragm) शिथिल (Relax) होते किंवा बहिर्वक्र बनते त्यावेळी छातीच्या पोकळीचे आकारमान कमी झाल्यामुळे फुप्फुसे त्यांच्या मूळच्या आकारात परत येतात व हवा बाहेर सोडली जाते.

+ अशाप्रकारे लोहित रक्त पेशी द्वारे शरीराच्या प्रत्येक पेशीपर्यंत ऑक्सिजन पोहचवला जातो व याचा उपयोग ऊर्जा निर्मितीसाठी केला जातो.

+ उच्छवासाच्या वेळी छातीच्या बरगड्या आत जातात, ही एक निष्क्रीय क्रिया आहे.

+ उच्छवास ही एक निष्क्रीय क्रिया (Passive Process) असली तरी सक्तीचे उच्छवासन (forced expiration) ही सक्रिय क्रिया आहे. जिचे नियंत्रण हे प्रमस्तिष्काव्दारे (cerebrum) केले जाते

पेशी श्वसनाची रासायनिक अभिक्रिया

C,H,O, + 60,→ 6CO, + 6H,O + ATP (ग्लुकोज) 

 म्हणजेच श्वसन ही उष्मादायी (Exothermic) अभिक्रिया आहे.

Important Points

1) जर फुप्फुसातील वायुकोशांचा पृष्ठभाग जमिनीवर पसरवला तर तो साधारणपणे 80 चौमी एवढा भाग व्यापेल

2) जर हिमोग्लोबीन नसते तर फुप्फुसापासून पायाच्या बोटापर्यंत विसरणक्रियेने ऑक्सिजन पोहचण्यास 3 वर्ष लागली असते.

3) प्रौढ व्यक्ती एका मिनिटात सरासरी 15-20 वेळा म्हणजेच प्रतिदिन 28,800 वेळा श्वासोच्छवास करते. (लहीन बाळांचा श्वसनाचा दर जास्त असतो. i.e. 40/मिनिट)

4) सस्तन प्राण्यामधील लोहीत रक्तपेशी (RBC) फक्त विनॉऑक्सिश्वसन करतात कारण त्यांच्यात तंतूकणीका (Mitochondria) नसतात.

5) चपटे कृमी, गोलकृमी व लिव्हरफ्लूकसारखे आतड्यातील परजीवी प्राणी विनॉक्सिश्वसन करतात, कारण ते ज्या परिस्थितीत राहतात त्या ठिकाणी ऑक्सिजन कमी असतो.

6) विनॉक्सिश्वसन याची काही उदाहरणे 

- दुधाचे दही होणे, 

अल्कोहोल तयार होणे.

 बेकरी पदार्थ, 

जीवनसत्ये व प्रतिजैयिक तयार करणे ही सर्व किण्वन प्रक्रियेची (Fermentation) उदाहरणे आहेत ज्यात विनॉक्सिश्वसन घडते 

बिजाकुरणाच्या वेळी जमीन पाण्याखाली बुडालेली असल्यास बीजे विनॉक्सिश्वसन करतात.

आपण व्यायाम करतो त्यावेळी आपल्या मांसपेशी विनॉक्सिश्वसन करून लॉक्टिक आम्लाची निर्मिती करतात यामुळे पायाला गोळे येतात.

7) विविध प्राण्यांमधील श्वसनपद्धती.

i) त्वक्श्वसन (Cutaneous Respiration)

वायूची अदलाबदल त्वचेद्वारे होते.

उदा. अळ्या, बेडूक, गांडूळ

ii) क्लोम श्वसन (Bronchial Respiration) 

कल्ल्यामार्फत श्वसन होते.

उदा. जलचर किटक, चक्रमुखी, मत्स्यवर्गी प्राणी 

ii) श्वासनलिक श्वसन (Tracheal Respiration) 

बाह्य श्वासनलिका मार्फत श्वसन होते. 

उदा. किटक, पदकृमी व कोळी.

iv) फुफ्फुसी श्वसन (Pulmonary Respiration)   फुफ्फुसामार्फत श्वसन.

उदा. उभयचर प्राणी, सस्तन प्राणी, पक्षी.

8) जलचर प्राणी व श्वसन

पाण्यात विरघळलेल्या 02 चा उपयोग करतात.

जलचर प्राण्याच्या श्वासोच्छ्वासाचा गती जास्त असते.

मासा मुखातून पाणी घेतो व कल्ल्यातून बाहेर सोडतो.

9) स्पायरोमीटर नावाचे उपकरण फुप्फुसाची क्षमता म्हणजेच श्वसनाचा दर मोजण्यास उपयोगी पडते.

10) शरीरातील एकूण CO2 च्या वहनापैकी रक्तातील लोहित रक्तपेशी (RBC) 25 %, तसेच उर्वरीत 70% Co2 हा रक्तातील रक्तद्रवाद्वारे (Plasma) बायकार्बोनेटच्या स्वरूपात वाहिला जातो.

H20 + CO2

रक्तद्रव

HCO3 + H+ बायकार्बोनेट

H,CO3 कार्बनिक अम्ल 

म्हणूनच रक्तातील बायकार्बोनेट रक्ताचा pH नियंत्रित करतात.

11) लोहित रक्तपेशीत (RBC) असलेला हिमोग्लोबीन हा ऑक्सिजनचे वहन करतो, शरीरातील जवळपास 97 ते 99% ऑक्सिजनचे वहन हिमोग्लोबिन द्वारे केले जाते. एक हिमोग्लोबीनचा रेणू जास्तीत जास्त 4 ऑक्सिजनची संयुगे वाह शकतो.

12) जेव्हा माणूस श्वास घेतो (Inhalation) तेव्हा वातावरणातील 79% नायट्रोजन 21% ऑक्सिजन व 0.03 कार्बन डायऑक्साइड आत घेतो.

| 13) जेव्हा माणूस उच्छ्वास सोडतो (Exhalation) तेव्हा 79% नायट्रोजन, 16.4 % ऑक्सिजन आणि 4.4 कार्बन डाय ऑक्साईड बाहेर सोडतो.

14) श्वासोच्छवास करताना दिवसाला 400 मिली पाणी बाष्पाच्या स्वरूपात बाहेर टाकले जाते. 

15) डाबे फुप्फुस हे उजव्या फुप्फुसाअपेक्षा थोडेसे आकाराने लहान व थोडेसे चपटे असते.

16) सामान्यतः हिमोग्लोबीनचा रंग हा जांभळा असतो, परंतु त्यात असलेल्या लोह व ऑक्सिजन यांच्या अभिक्रियेमुळे लाल रंग प्राप्त होतो. (जसा गंजाचा रंग लाल असतो.)

17) दोन्ही फुप्फुसात मिळून जवळपास ३०० मिलियन वायुकोश असतात

18) सामान्य निरोगी माणूस एका मिनिटाला 6000 ते 8000 मिली वायू आत/बाहेर सोडतो.

19) जांभळी का देतो : ज्यावेळी आपल्या रक्तातील CO प्रमाण जास्त होते तेव्हा जास्तीत जास्त 02 शरीरात घेण्यासाठी आपण जांभई देतो.

Interesting facts :

1)1 ग्रॅम हीमोग्लोबिन 1.34 ml oxygen चे वहन करतो 

2) ऑक्सिजनचे बहन :- a) Plasma मधून-2.3% b) RBC मधून- 97.98%

3) रक्तद्रवात कार्बनडायऑक्साईडची विद्राव्यता (Solubility) ही ऑक्सीजनच्या २० पटीने अधिक असते.

4) रक्तातील लोहाचे फेरस' मधून' फेरिक रुपात रुपांतर झाल्यामुळे हिमोग्लोबिनचे ऑक्सीडीकरण होऊन मेथहिमोग्लोबिन' ची निर्मिती होते. हे हिमोग्लोबिन ऑक्सीजन वहनास प्रतिकूल असते.

5) मायग्लोबिन म्हणजे स्नायूतील प्रथिने होय. त्यांची ऑक्सीजन वहन क्षमता ही हिमोग्लोबीन पेक्षा अधिक असते. 

6) मायग्लोबिन हे आपात्कालीन ऑक्सिजन पुरवठा करते म्हणजे जेव्हा ऑक्सिजनची खूपच कमतरता भासते तेव्हाच मायोग्लोबिन कडुन ऑक्सिजन पुरवठा केला जातो.

7) Bohr's Effect (बोरचा परिणाम): जेव्हा रक्ताचा PH कमी होतो (म्हणजेच अॅसिडीटी वाढते) तेव्हा हिमोग्लोबिनची ऑक्सिजन वहनाची क्षमता कमी होते. यास बोरचा परिणाम असे म्हणतात.

श्वसनासंबधीतल्या संज्ञा :

1) Hypercapnia - शरीरातील कार्बन डायऑक्साईडची साठवणुक होणे, ज्यामुळे सुरुवातीला श्वसन उत्तेजित केले जाते पण नंतर चेतासंस्थेचे मंदत्व आणले जाते व त्याचा परिणाम कोमा किंवा मृत्युत होऊ शकतो.

2) Eupnea - म्हणजे साधारण निरोगी श्वसन होय ज्याचा दर १२-१८ प्रति मिनिट इतका असतो.

3) Hypopnea - श्वसनाचा दर कमी होणे

4) Hyperapnea - श्वसनाचा दर जास्त होणे

5) DySapna - त्रासिक श्वसन

6) Hypoxia - पेशींमध्ये ऑक्सिजनची कमतरता

7) Anoxia - पेशीमध्ये ऑक्सिजन अजिबात नसने

8) Asyphyxia - ऑक्सिजनच्या कमतरतेमुळे किंवा कार्बनडायऑक्साईडच्या संचयामुळे गुदमरल्यासारखे होणे.

9) Cyanosis - रक्तातील ऑक्सिजनच्या अभावामुळे त्वचा निळसर रंगाची होणे.

10) Asphyxia = Hyporxia + Hypercapnia

व्यवसायासंबंधी तील काही श्वसनाचे रोग :

1)Asbestosis - Asbestos चे धागे श्वसनातुन जास्त प्रमाणावर आत घेतल्याने Asbestos

2) Silicosis - बऱ्याच वर्षापासुन सिलिकॉनच्या संयुगाचा संपर्क आल्याने Silicosis होतो. 

उदा. काच कारखाना, सोने, कॉपर खानी इत्यादीतील कामगार

3) Byssinosis - कापसाच्या धाग्यांच्या श्वसनामुळे होतो.

4) Anthracosis - कोळशाच्या खानीतील कामगारांत कोळशाच्या धुळीच्या श्वसनामुळे Anthracosis होतो