जैसा कि आपने पहले पढ़ा है, जीव ऑक्सीजन (O₂) का उपयोग ग्लूकोज, अमीनो अम्ल, फैटी अम्ल आदि जैसे सरल अणुओं को परोक्ष रूप से तोड़ने के लिए करते हैं ताकि विभिन्न क्रियाओं को करने के लिए ऊर्जा प्राप्त की जा सके। उपरोक्त कैटाबोलिक अभिक्रियाओं के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) जो कि हानिकारक है, भी निकलती है। इसलिए यह स्पष्ट है कि O₂ को लगातार कोशिकाओं तक पहुँचाना होगा और कोशिकाओं द्वारा बनाई गई CO₂ को बाहर निकालना होगा। वायुमंडल से O₂ का आदान-प्रदान और कोशिकाओं द्वारा बनाई गई CO₂ को बाहर निकालने की इस प्रक्रिया को श्वसन कहा जाता है, जिसे सामान्यतः साँस लेना भी कहा जाता है। अपने हाथों को अपनी छाती पर रखें; आप छाती को ऊपर-नीचे हिलते हुए महसूस कर सकते हैं। आप जानते हैं कि यह श्वसन के कारण होता है। हम साँस कैसे लेते हैं? श्वसन अंग और श्वसन की क्रियाविधि इस अध्याय के आगे के भागों में वर्णित हैं।

17.1 श्वसन अंग

सांस लेने की क्रियाएं विभिन्न प्रकार के जंतुओं में उनके आवासों और संगठन स्तरों के अनुसार भिन्न-भिन्न होती हैं। निम्न स्तरीय अकशेरूकी जैसे स्पंज, सीलेंट्रेट्स, फ्लैटवर्म आदि अपने पूरे शरीर की सतह से सरल विसरण द्वारा O2 और CO2 का आदान-प्रदान करते हैं। केंचुए अपनी नम क्यूटिकल का उपयोग करते हैं और कीटों के शरीर में वायुमंडलीय वायु को भीतर तक पहुँचाने के लिए नलिकाओं (ट्रेकीय नलिकाओं) का जाल होता है। अधिकांश जलीय आर्थ्रोपोड और मोलस्क विशेष रक्तवाहित संरचनाओं जैसे गिल्स (शाखीय श्वसन) का उपयोग करते हैं जबकि स्थलीय रूप रक्तवाहित थैलियों जिन्हें फेफड़े (फुफ्फुसीय श्वसन) कहा जाता है, का उपयोग गैसों के आदान-प्रदान के लिए करते हैं। कशेरूकियों में मछलियाँ गिल्स का उपयोग करती हैं जबकि उभयचर, सरीसृप, पक्षी और स्तनधारी फेफड़ों द्वारा श्वसन करते हैं। मेंढक जैसे उभयचर अपनी नम त्वचा (त्वचीय श्वसन) द्वारा भी श्वसन कर सकते हैं।

17.1.1 मानव श्वसन तंत्र

हमारे ऊपरी होंठों के ऊपर बाहरी नथुने खुलते हैं। यह नाक के मार्ग से नासिका कक्ष में जाता है। नासिका कक्ष ग्रसनिका में खुलता है, जिसका एक भाग भोजन और वायु दोनों के लिए उभयनिष्ठ मार्ग है। ग्रसनिका कण्ठ क्षेत्र से होकर श्वासनाली में खुलती है। कण्ठ एक उपास्थीय डिब्बा है जो ध्वनि उत्पादन में सहायता करता है और इसलिए इसे ध्वनि-डिब्बा कहा जाता है। निगलने के समय ग्लॉटिस को एक पतली लचीली उपास्थीय पट्टी एपिग्लॉटिस द्वारा ढककर भोजन के कण्ठ में प्रवेश को रोका जा सकता है। श्वासनाली एक सीधी नली है जो मध्य-वक्ष cavity तक फैली रहती है, जो 5वें वक्षकशेरू के स्तर पर दाएँ और बाएँ प्राथमिक ब्रॉन्काई में विभाजित होती है। प्रत्येक ब्रॉन्कस बार-बार विभाजित होकर द्वितीयक और तृतीयक ब्रॉन्काई और ब्रॉन्कियोल बनाता है जो अत्यंत पतले अंतिम ब्रॉन्कियोल पर समाप्त होते हैं। श्वासनाली, प्राथमिक, द्वितीयक और तृतीयक ब्रॉन्काई और प्रारंभिक ब्रॉन्कियोल अपूर्ण उपास्थीय वलयों द्वारा समर्थित होते हैं। प्रत्येक अंतिम ब्रॉन्कियोल कई अत्यंत पतली, असमान दीवारों वाली और रक्तवाहित थैलीनुमा संरचनाओं—एल्वियोली—को जन्म देता है। ब्रॉन्काई, ब्रॉन्कियोल और एल्वियोली की शाखित जालिका फेफड़ों का निर्माण करती है (चित्र 17.1)। हमारे दो फेफड़े होते हैं जो द्विस्तरीय प्लूरा से ढके रहते हैं, जिनके बीच प्लूरा द्रव होता है। यह फेफड़ों की सतह पर घर्षण घटाता है। बाहरी प्लूरा झिल्ली वक्षीय आस्तीन के निकट होती है जबकि आंतरिक प्लूरा झिल्ली फेफड़े की सतह से सटी रहती है।

चित्र 17.1 मानव श्वसन तंत्र का आरेखीय दृश्य (बाएँ फेफड़े का अनुप्रस्थ दृश्य भी दिखाया गया है)

बाहरी नथुने से प्रारंभ होकर अंतिम ब्रॉन्कीओल तक का भाग संवहन भाग बनाता है जबकि एल्वियोली और उनकी नलिकाएँ श्वसन तंत्र के श्वसन या विनिमय भाग का निर्माण करती हैं। संवहन भाग वायुमंडलीय वायु को एल्वियोली तक पहुँचाता है, इसे विदेशी कणों से मुक्त करता है, आर्द्र बनाता है और वायु को शरीर के तापमान तक लाता है। विनिमय भाग रक्त और वायुमंडलीय वायु के बीच O2 और CO2 के वास्तविक विसरण का स्थल है।

फेफड़े वक्ष गुहा में स्थित होते हैं जो शारीरिक रूप से एक वायुरोधी गुहा है। वक्ष गुहा पृष्ठभाग पर कशेरूकी स्तंभ द्वारा, वेंट्रल भाग पर उरोस्थि द्वारा, पार्श्व में पसलियों द्वारा और निचले भाग में गुंबदाकार डायाफ्राम द्वारा बनाई गई है। वक्ष गुहा में फेफड़ों की शारीरिक व्यवस्था इस प्रकार है कि वक्ष गुहा के आयतन में कोई भी परिवर्तन फेफड़े (फुफ्फुसीय) गुहा में परिलक्षित होगा। इस प्रकार की व्यवस्था श्वसन के लिए आवश्यक है, क्योंकि हम सीधे फुफ्फुसीय आयतन को नहीं बदल सकते।

श्वसन में निम्नलिखित चरण शामिल होते हैं:

(i) श्वसन या फुफ्फुसीय वेंटिलेशन जिसके द्वारा वायुमंडलीय वायु को अंदर खींचा जाता है और CO2 युक्त एल्वियोली वायु बाहर छोड़ी जाती है।

(ii) वायुओं (O2 और CO2) का एल्वियोलर झिल्ली के पार विसरण।

(iii) रक्त द्वारा वायुओं का परिवहन।

(iv) रक्त और ऊतकों के बीच O2 और CO2 का विसरण।

(v) कोशिकाओं द्वारा ऑक्सीजन का कैटाबोलिक अभिक्रियाओं के लिए उपयोग और CO2 की परिणामी रिलीज़ (कोशिकीय श्वसन जैसा कि अध्याय 14 में वर्णित है)।

17.2 श्वास लेने की क्रिया का तंत्र

श्वसन में दो चरण होते हैं: श्वसन (inspiration) जिसमें वायुमंडलीय हवा अंदर खींची जाती है और उच्छ्वास (expiration) जिसमें एल्वियोलर हवा बाहर निकाली जाती है। फेफड़ों में और वातावरण के बीच दबाव का अंतर पैदा करके हवा को अंदर और बाहर ले जाया जाता है। श्वसन तभी हो सकता है जब फेफड़ों के भीतर का दबाव (अंतःफुप्फुसीय दबाव) वायुमंडलीय दबाव से कम हो, अर्थात् फेफड़ों में वायुमंडलीय दबाव के सापेक्ष ऋणात्मक दबाव हो। इसी प्रकार, उच्छ्वास तब होता है जब अंतःफुप्फुसीय दबाव वायुमंडलीय दबाव से अधिक हो। डायाफ्राम और पसलियों के बीच स्थित विशेष स्नायु समूह—बाह्य और आंतरिक अंतरपसलीय (intercostals)—इस प्रकार के दबाव अंतर उत्पन्न करने में सहायता करते हैं। श्वसन डायाफ्राम के संकुचन से प्रारंभ होता है जो वक्ष गुहा की आयतन को अग्र-पश्च अक्ष में बढ़ा देता है। बाह्य अंतरपसलीय स्नायुओं के संकुचन से पसलियाँ और स्तन-हड्डी ऊपर उठती हैं, जिससे वक्ष गुहा का आयतन डॉर्सो-वेंट्रल अक्ष में बढ़ जाता है। वक्ष गुहा के कुल आयतन में वृद्धि से फुप्फुसीय आयतन में भी समान वृद्धि होती है। फुप्फुसीय आयतन में वृद्धि अंतःफुप्फुसीय दबाव को वायुमंडलीय दबाव से कम कर देती है, जिससे बाहर की हवा फेफड़ों में प्रवेश करती है, अर्थात् श्वसन होता है (चित्र 17.2a)। डायाफ्राम और अंतरपसलीय स्नायुओं की शिथिलता डायाफ्राम और स्तन-हड्डी को उनकी सामान्य स्थिति में लौटा देती है और वक्ष गुहा तथा फुप्फुसीय आयतन घट जाता है। इससे अंतःफुप्फुसीय दबाव थोड़ा-सा वायुमंडलीय दबाव से ऊपर चला जाता है, जिससे फेफड़ों से हवा बाहर निकलती है, अर्थात् उच्छ्वास होता है (चित्र 17.2b)। हमारे पेट के अतिरिक्त स्नायुओं की सहायता से हम श्वसन और उच्छ्वास की तीव्रता बढ़ा सकते हैं। औसतन, एक स्वस्थ मनुष्य 12-16 बार प्रति मिनट साँस लेता है। श्वसन चालन में सम्मिलित हवा की मात्रा को स्पाइरोमीटर द्वारा आँका जा सकता है, जो फुप्फुसीय कार्यों के नैदानिक आकलन में सहायक होता है।

आकृति 17.2 श्वसन की क्रिया दिखाती है: (a) श्वसन (b) उच्छ्वास

17.2.1 श्वसन आयतन और क्षमताएँ

ज्वारीय आयतन (TV): सामान्य श्वसन के दौरान श्वास में लिया गया या बाहर निकाला गया वायु का आयतन। यह लगभग 500 मिलीलीटर होता है, अर्थात् एक स्वस्थ व्यक्ति प्रति मिनट लगभग 6000 से 8000 मिलीलीटर वायु श्वास में ले सकता है या बाहर निकाल सकता है।

प्रेरकीय आरक्षित आयतन (IRV): अतिरिक्त वायु का आयतन, जिसे कोई व्यक्ति ज़ोरदार श्वास द्वारा अंदर ले सकता है। यह औसतन 2500 मिलीलीटर से 3000 मिलीलीटर होता है।

निष्कासन आरक्षित आयतन (ERV): अतिरिक्त वायु का आयतन, जिसे कोई व्यक्ति ज़ोरदार उच्छ्वास द्वारा बाहर निकाल सकता है। यह औसतन 1000 मिलीलीटर से 1100 मिलीलीटर होता है।

अवशिष्ट आयतन (RV): वायु का आयतन, जो ज़ोरदार उच्छ्वास के बाद भी फेफड़ों में बना रहता है। यह औसतन 1100 मिलीलीटर से 1200 मिलीलीटर होता है। उपर्युक्त वर्णित कुछ श्वसन आयतनों को जोड़कर, विभिन्न फुस्फुसीय क्षमताएँ प्राप्त की जा सकती हैं, जिनका उपयोग नैदानिक निदान में किया जा सकता है।

प्रेरकीय क्षमता (IC): वायु का कुल आयतन, जिसे कोई व्यक्ति सामान्य उच्छ्वास के बाद श्वास में ले सकता है। इसमें ज्वारीय आयतन और प्रेरकीय आरक्षित आयतन शामिल होते हैं (TV+IRV)।

निष्कासन क्षमता (EC): वायु का कुल आयतन, जिसे कोई व्यक्ति सामान्य श्वास के बाद उच्छ्वास में निकाल सकता है। इसमें ज्वारीय आयतन और निष्कासन आरक्षित आयतन शामिल होते हैं (TV+ERV)।

फंक्शनल रेसिड्यूअल कैपेसिटी (FRC): सामान्य श्वास छोड़ने के बाद फेफड़ों में शेष रहने वाली हवा की मात्रा। इसमें ERV+RV शामिल होते हैं।

वाइटल कैपेसिटी (VC): अधिकतम हवा की मात्रा जो एक व्यक्ति जबरदस्त श्वास छोड़ने के बाद अंदर ले सकता है। इसमें ERV, TV और IRV शामिल होते हैं या अधिकतम हवा की मात्रा जो एक व्यक्ति जबरदस्त श्वास लेने के बाद बाहर छोड़ सकता है।

टोटल लंग कैपेसिटी (TLC): जबरदस्त श्वास लेने के अंत में फेफड़ों में समायी हुई कुल हवा की मात्रा। इसमें RV, ERV, TV और IRV शामिल होते हैं या वाइटल कैपेसिटी + रेसिड्यूअल वॉल्यूम।

17.3 गैसों का आदान-प्रदान

एल्वियोली गैसों के आदान-प्रदान के प्राथमिक स्थल होते हैं। गैसों का आदान-प्रदान रक्त और ऊतकों के बीच भी होता है। O2 और CO2 का आदान-प्रदान इन स्थलों पर सरल विसरण द्वारा मुख्यतः दबाव/सांद्रता ग्रेडिएंट के आधार पर होता है। गैसों की विलेयता तथा विसरण में शामिल झिल्लियों की मोटाई भी कुछ महत्वपूर्ण कारक हैं जो विसरण की दर को प्रभावित कर सकते हैं। गैसों के मिश्रण में किसी व्यक्तिगत गैस द्वारा उत्पन्न दबाव को आंशिक दबाव कहा जाता है और इसे ऑक्सीजन के लिए pO2 और कार्बन डाइऑक्साइड के लिए pCO2 के रूप में दर्शाया जाता है। वायुमंडलीय हवा में तथा विसरण के दोनों स्थलों पर इन दोनों गैसों के आंशिक दबाव को तालिका 17.1 और चित्र 17.3 में दिया गया है। तालिका में दिए गए आंकड़े स्पष्ट रूप से ऑक्सीजन के लिए एल्वियोली से रक्त और रक्त से ऊतकों तक एक सांद्रता ग्रेडिएंट को दर्शाते हैं।

तालिका 14.1 विसरण में शामिल विभिन्न भागों में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दबाव (mm Hg में) वायुमंडल की तुलना में

आकृति 17.3 एल्वियोलाई और शरीर के ऊतकों में गैसों के आदान-प्रदान तथा ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन का आरेखीय प्रतिनिधित्व

इसी प्रकार, CO2 के लिए एक ग्रेडिएट विपरीत दिशा में मौजूद है, अर्थात् ऊतकों से रक्त और रक्त से ऐल्विओली तक। चूँकि CO2 की विलेयता O2 की तुलना में 20-25 गुना अधिक होती है, आंशिक दबाव में प्रति इकाई अंतर के माध्यम से विसरण झिल्ली से विसरित होने वाली CO2 की मात्रा O2 की तुलना में कहीं अधिक होती है। विसरण झिल्ली तीन प्रमुख परतों (चित्र 17.4) से बनी होती है — ऐल्विओली की पतली स्क्वैमस एपिथेलियम, ऐल्विओलरी केशिकाओं का एंडोथेलियम और इन दोनों के बीच की बेसमेंट सब्सटेंस (जो स्क्वैमस एपिथेलियम को सहारा देने वाली पतली बेसमेंट झिल्ली और केशिकाओं की एकल परत एंडोथेलियल कोशिकाओं को घेरने वाली बेसमेंट झिल्ली से बनी होती है)। हालाँकि, इसकी कुल मोटाई एक मिलीमीटर से कहीं कम होती है। इसलिए, हमारे शरीर में सभी कारक ऐल्विओली से ऊतकों तक O2 के विसरण और ऊतकों से ऐल्विओली तक CO2 के विसरण के लिए अनुकूल हैं।

चित्र 17.4 एक ऐल्विओलस के अनुप्रस्थ काट का आरेख जिसमें एक फुप्फुसीय केशिका दिखाई गई है।

17.4 गैसों का परिवहन

रक्त O2 और CO2 के परिवहन का माध्यम है। लगभग 97 प्रतिशत O2 रक्त में RBCs द्वारा परिवहित होता है। शेष 3 प्रतिशत O2 प्लाज्मा के माध्यम से विलयी अवस्था में ले जाया जाता है। लगभग 20-25 प्रतिशत CO2 RBCs द्वारा परिवहित होता है जबकि इसका 70 प्रतिशत बाइकार्बोनेट के रूप में ले जाया जाता है। लगभग 7 प्रतिशत CO2 प्लाज्मा के माध्यम से विलयी अवस्था में ले जाया जाता है।

17.4.1 ऑक्सीजन का परिवहन

हीमोग्लोबिन एक लाल रंग का लौह युक्त वर्णक है जो आरबीसी में उपस्थित होता है। O2 हीमोग्लोबिन के साथ उलटनीय तरीके से बंधकर ऑक्सीहीमोग्लोबिन बना सकता है। प्रत्येक हीमोग्लोबिन अणु अधिकतम चार O2 अणुओं को वहन कर सकता है। हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन का बंधन मुख्यतः O2 के आंशिक दबाव से संबंधित होता है। CO2 का आंशिक दबाव, हाइड्रोजन आयन सांद्रता और तापमान अन्य कारक हैं जो इस बंधन में हस्तक्षेप कर सकते हैं। जब हीमोग्लोबिन की O2 के साथ प्रतिशत संतृप्ति को pO2 के विरुद्ध आलेखित किया जाता है तो एक सिग्मॉइड वक्र प्राप्त होता है। इस वक्र को ऑक्सीजन वियोजन वक्र (चित्र 17.5) कहा जाता है और यह pCO2, H+ सांद्रता आदि जैसे कारकों के हीमोग्लोबिन के साथ O2 के बंधन पर प्रभाव का अध्ययन करने में अत्यंत उपयोगी है। ऐल्विओलाई में, जहाँ उच्च pO2, निम्न pCO2, कम H+ सांद्रता और निम्न तापमान होता है, सभी कारक ऑक्सीहीमोग्लोबिन के निर्माण के लिए अनुकूल होते हैं, जबकि ऊतकों में, जहाँ निम्न pO2, उच्च pCO2, उच्च H+ सांद्रता और उच्च तापमान होता है, परिस्थितियाँ ऑक्सीहीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन के वियोजन के लिए अनुकूल होती हैं। यह स्पष्ट रूप से दर्शाता है कि O2 फेफड़ों की सतह पर हीमोग्लोबिन से बंधता है और ऊतकों में वियोजित होता है। प्रत्येक 100 मिली ऑक्सीजनयुक्त रक्त सामान्य शारीरिक परिस्थितियों में ऊतकों को लगभग 5 मिली O2 वितरित कर सकता है।

आकृति 17.5 ऑक्सीजन वियोजन वक्र

17.4.2 कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन

CO2 हीमोग्लोबिन द्वारा कार्बामिनो-हीमोग्लोबिन के रूप में वहन किया जाता है (लगभग 20-25 प्रतिशत)। यह बंधन CO2 के आंशिक दाब से संबंधित है। pO2 एक प्रमुख कारक है जो इस बंधन को प्रभावित कर सकता है। जब pCO2 अधिक होता है और pO2 कम होता है जैसे कि ऊतकों में, कार्बन डाइऑक्साइड का अधिक बंधन होता है, जबकि जब pCO2 कम होता है और pO2 अधिक होता है जैसे कि एल्वियोली में, कार्बामिनो-हीमोग्लोबिन से CO2 का वियोजन होता है, अर्थात् ऊतकों से हीमोग्लोबिन से बंधा CO2 एल्वियोली में छोड़ा जाता है। RBCs में कार्बोनिक एनहाइड्रेज नामक एंजाइम की बहुत अधिक सांद्रता होती है और प्लाज्मा में भी इसकी थोड़ी मात्रा उपस्थित होती है। यह एंजाइम निम्नलिखित अभिक्रिया को दोनों दिशाओं में सरल बनाता है।

[\mathrm{CO}_2 + \mathrm{H}_2\mathrm{O} \stackrel{\text{कार्बोनिक एनहाइड्रेज}}{\underset{\longleftarrow}{\longrightarrow}}\mathrm{H}_2\mathrm{CO}_3 \stackrel{\text{कार्बोनिक एनहाइड्रेज}}{\underset{\longleftarrow}{\longrightarrow}} \mathrm{HCO}_3^{-} + \mathrm{H}^+]

ऊतक स्थल पर जहाँ कैटाबोलिज्म के कारण CO2 का आंशिक दबाव अधिक होता है, CO2 रक्त में (RBCs और प्लाज्मा में) विसरित होता है और HCO3– और H+ बनाता है। एल्वियोलर स्थल पर जहाँ pCO2 कम होता है, प्रतिक्रिया विपरीत दिशा में आगे बढ़ती है जिससे CO2 और H2O का निर्माण होता है। इस प्रकार, ऊतक स्तर पर बाइकार्बोनेट के रूप में फँसा CO2 और एल्वियोलाई तक पहुँचाया गया CO2 बाहर CO2 के रूप में छोड़ा जाता है (चित्र 17.4)। हर 100 मिली डिऑक्सीजनेटेड रक्त लगभग 4 मिली CO2 को एल्वियोलाई में पहुँचाता है।

17.5 श्वसन का नियमन

मनुष्यों में श्वसन लय को शरीर के ऊतकों की मांग के अनुसार बनाए रखने और नियंत्रित करने की उल्लेखनीय क्षमता होती है। यह कार्य तंत्रिका तंत्र द्वारा किया जाता है। मस्तिष्क के मेडुला क्षेत्र में उपस्थित एक विशिष्ट केंद्र, जिसे श्वसन लय केंद्र कहा जाता है, मुख्य रूप से इस नियंत्रण के लिए उत्तरदायी है। मस्तिष्क के पॉन्स क्षेत्र में उपस्थित एक अन्य केंद्र, जिसे न्यूमोटैक्सिक केंद्र कहा जाता है, श्वसन लय केंद्र के कार्यों को नियंत्रित कर सकता है। इस केंद्र से आने वाली तंत्रिका सिग्नल श्वसन की अवधि को कम कर सकती है और इस प्रकार श्वसन दर को बदल सकती है। लय केंद्र के समीप एक रासायनिक संवेदन क्षेत्र स्थित होता है जो CO2 और हाइड्रोजन आयनों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। इन पदार्थों में वृद्धि इस केंद्र को सक्रिय कर सकती है, जो बदले में लय केंद्र को सिग्नल भेजकर श्वसन प्रक्रिया में आवश्यक समायोजन करने के लिए कहता है ताकि इन पदार्थों को समाप्त किया जा सके। ऑर्टिक आर्च और कैरोटिड धमनी से जुड़े रिसेप्टर भी CO2 और H+ सांद्रता में परिवर्तन को पहचान सकते हैं और आवश्यक सिग्नल लय केंद्र को भेज सकते हैं ताकि सुधारात्मक कार्यवाही की जा सके। श्वसन लय के नियंत्रण में ऑक्सीजन की भूमिकि काफी हद तक नगण्य होती है।

17.6 श्वसन तंत्र के विकार

दमा सांस लेने में कठिनाई है जो ब्रॉन्काई और ब्रॉन्किओल्स की सूजन के कारण घरघराहट पैदा करता है।

एम्फीसीमा एक पुराना विकार है जिसमें एल्वियोलर दीवारें क्षतिग्रस्त हो जाती हैं जिससे श्वसन सतह घट जाती है। इसका एक प्रमुख कारण सिगरेट पीना है।

व्यावसायिक श्वसन संबंधी विकार: कुछ उद्योगों में, विशेषकर जहाँ पीसने या पत्थर तोड़ने का काम होता है, इतनी अधिक धूल उत्पन्न होती है कि शरीर की रक्षा प्रणाली पूरी तरह से उसका सामना नहीं कर पाती। लंबे समय तक इसके संपर्क में रहने से सूजन हो सकती है जो फाइब्रोसिस (रेशेदार ऊतकों की अत्यधिक वृद्धि) की ओर ले जाती है और इस प्रकार फेफड़ों को गंभीर नुकसान पहुँचता है। ऐसे उद्योगों में काम करने वाले श्रमिकों को सुरक्षात्मक मास्क पहनना चाहिए।

सारांश

कोशिकाएँ चयापचय के लिए ऑक्सीजन का उपयोग करती हैं और ऊर्जा के साथ-साथ कार्बन डाइऑक्साइड जैसी हानिकारक सामग्री उत्पन्न करती हैं। जानवरों ने कोशिकाओं तक ऑक्सीजन पहुँचाने और वहाँ से कार्बन डाइऑक्साइड को हटाने के लिए विभिन्न तंत्र विकसित किए हैं। हमारे पास एक अच्छी तरह विकसित श्वसन तंत्र है जिसमें दो फेफड़े और संबद्ध वायुमार्ग होते हैं और यह इस कार्य को करता है।

स्वसन का प्रथम चरण श्वसन है जिसके द्वारा वायुमंडलीय वायु अंदर ली जाती है (श्वसन) और एल्वियोलर वायु बाहर निकाली जाती है (निःश्वसन)। ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का अवायुक्त रक्त और एल्वियोली के बीच आदान-प्रदान, इन गैसों का रक्त द्वारा पूरे शरीर में परिवहन, ऑक्सीजन युक्त रक्त और ऊतकों के बीच ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान और कोशिकाओं द्वारा ऑक्सीजन का उपयोग (कोशिकीय श्वसन) अन्य शामिल चरण हैं।
श्वसन और निःश्वसन विशेषकृत पेशियों - अंतरपट्टिकाएं और डायाफ्राम की सहायता से वायुमंडल और एल्वियोली के बीच दाब प्रवणता उत्पन्न करके किए जाते हैं। इन क्रियाओं में शामिल वायु की मात्राओं का आकलन स्पायरोमीटर की सहायता से किया जा सकता है और ये नैदानिक महत्व की होती हैं।

एल्वियोली और ऊतकों पर ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का आदान-प्रदान विसरण द्वारा होता है। विसरण की दर ऑक्सीजन (pO2) और कार्बन डाइऑक्साइड (pCO2) के आंशिक दाब प्रवणता, उनकी विलेयता तथा विसरण सतह की मोटाई पर निर्भर करती है। हमारे शरीर में ये कारक एल्वियोली से अवायुक्त रक्त में तथा ऑक्सीजन युक्त रक्त से ऊतकों तक ऑक्सीजन के विसरण की सुविधा प्रदान करते हैं। ये कारक विपरीत दिशा में, अर्थात् ऊतकों से एल्वियोली तक कार्बन डाइऑक्साइड के विसरण के लिए अनुकूल हैं।

ऑक्सीजन मुख्यतः ऑक्सीहीमोग्लोबिन के रूप में परिवहित होती है। ऐल्वियोली में जहाँ pO2 अधिक होती है, O2 हीमोग्लोबिन से बंध जाती है जो ऊतकों में आसानी से विघटित हो जाती है जहाँ pO2 कम और pCO2 तथा H+ सांद्रता अधिक होती है। लगभग 70 प्रतिशत कार्बन डाइऑक्साइड बाइकार्बोनेट (HCO3–) के रूप में एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेज की सहायता से परिवहित होती है। 20-25 प्रतिशत कार्बन डाइऑक्साइड हीमोग्लोबिन द्वारा कार्बामिनो-हीमोग्लोबिन के रूप में वहन की जाती है। ऊतकों में जहाँ pCO2 अधिक होती है, यह रक्त से बंध जाती है जबकि ऐल्वियोली में जहाँ pCO2 कम और pO2 अधिक होती है, यह रक्त से हटा ली जाती है।

श्वसन ताल मस्तिष्क के मेडुला क्षेत्र में स्थित श्वसन केंद्र द्वारा बनाए रखा जाता है। मस्तिष्क के पोंस क्षेत्र में स्थित एक न्यूमोटैक्सिक केंद्र और मेडुला में स्थित एक रसायन-संवेदनशील क्षेत्र श्वसन तंत्र को बदल सकते हैं।