অধ্যায় ১৭ শ্বসন ও গ্যাসীয় বিনিময় অনুশীলনী
অনুশীলনী
১। প্রাণ ধারণ ক্ষমতা (ভাইটাল ক্যাপাসিটি) কী? এর তাৎপর্য কী?
Show Answer
উত্তর
প্রাণ ধারণ ক্ষমতা হল সর্বাধিক প্রশ্বাসের পর সর্বাধিক পরিমাণ বায়ু যা নিঃশ্বাসের মাধ্যমে বের করা যায়। মানবদেহে এটি প্রায় ৩.৫ - ৪.৫ লিটার হয়। এটি তাজা বায়ুর সরবরাহ এবং দূষিত বায়ু দূর করার প্রক্রিয়াকে ত্বরান্বিত করে, যার ফলে কলা ও পরিবেশের মধ্যে গ্যাসীয় বিনিময় বৃদ্ধি পায়।
২। স্বাভাবিক শ্বাস-প্রশ্বাসের পর ফুসফুসে অবশিষ্ট বায়ুর পরিমাণ উল্লেখ কর।
Show Answer
উত্তর
স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর ফুসফুসে অবশিষ্ট বায়ুর পরিমাণকে কার্যকরী অবশিষ্ট ক্ষমতা (এফআরসি) বলে। এতে নিঃশ্বাস রিজার্ভ আয়তন (ইআরভি) এবং অবশিষ্ট আয়তন (আরভি) অন্তর্ভুক্ত থাকে। ইআরভি হল স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর সর্বাধিক পরিমাণ বায়ু যা বের করা যায়। এটি প্রায় $1000 mL$ থেকে $1500 mL$। আরভি হল সর্বাধিক নিঃশ্বাসের পর ফুসফুসে অবশিষ্ট বায়ুর পরিমাণ। এটি প্রায় $1100 mL$ থেকে $1500 mL$।
$\therefore FRC=ERV+RV$
$\cong 1500+1500$
$\cong 3000 mL$
মানব ফুসফুসের কার্যকরী অবশিষ্ট ক্ষমতা প্রায় ২৫০০ - $3000 mL$।
৩। গ্যাসের ব্যাপন শুধুমাত্র অ্যালভিওলার অঞ্চলে ঘটে এবং শ্বসন তন্ত্রের অন্যান্য অংশে ঘটে না। কেন?
Show Answer
উত্তর
প্রতিটি অ্যালভিওলাস অত্যন্ত ভেদনযোগ্য এবং পাতলা স্কোয়ামাস এপিথেলিয়াল কোষের স্তর দ্বারা গঠিত। একইভাবে, রক্ত কৈশিকগুলিও স্কোয়ামাস এপিথেলিয়াল কোষের স্তর বিশিষ্ট। অক্সিজেন সমৃদ্ধ বায়ু নাক দিয়ে শরীরে প্রবেশ করে এবং অ্যালভিওলিতে পৌঁছায়। শিরার মাধ্যমে শরীর থেকে ডিঅক্সিজেনেটেড (কার্বন ডাই-অক্সাইড সমৃদ্ধ) রক্ত হৃদপিণ্ডে আনা হয়। হৃদপিণ্ড এটিকে অক্সিজেনেশনের জন্য ফুসফুসে পাম্প করে। অ্যালভিওলিকে ঘিরে থাকা রক্ত কৈশিক এবং অ্যালভিওলিতে উপস্থিত গ্যাসগুলির মধ্যে $O_2$ এবং $CO_2$ এর বিনিময় ঘটে।
সুতরাং, অ্যালভিওলাই হল গ্যাসীয় বিনিময়ের স্থান। চাপ বা ঘনত্বের পার্থক্যের কারণে সরল ব্যাপনের মাধ্যমে গ্যাসের বিনিময় ঘটে। অ্যালভিওলি এবং কৈশিকগুলির মধ্যকার প্রতিবন্ধকতা পাতলা এবং গ্যাসের ব্যাপন উচ্চ আংশিক চাপ থেকে নিম্ন আংশিক চাপের দিকে ঘটে। অ্যালভিওলিতে পৌঁছানো শিরাস্থ রক্তে, অ্যালভিওলার বায়ুর তুলনায় $O_2$ এর আংশিক চাপ কম এবং $CO_2$ এর আংশিক চাপ বেশি থাকে। তাই, অক্সিজেন রক্তে ব্যাপিত হয়। একই সময়ে, কার্বন ডাই-অক্সাইড রক্ত থেকে বের হয়ে অ্যালভিওলিতে ব্যাপিত হয়।
৪। $CO_2$ এর জন্য প্রধান পরিবহন প্রক্রিয়াগুলি কী কী? ব্যাখ্যা কর।
Show Answer
উত্তর
প্লাজমা এবং লোহিত রক্তকণিকা কার্বন ডাই-অক্সাইড পরিবহন করে। এটি কারণ তারা জলে সহজে দ্রবণীয়।
(১) প্লাজমার মাধ্যমে:
প্রায় $7 %$ $CO_2$ প্লাজমার মাধ্যমে দ্রবীভূত অবস্থায় পরিবাহিত হয়। কার্বন ডাই-অক্সাইড জলের সাথে মিলিত হয়ে কার্বনিক অ্যাসিড গঠন করে।
$ CO_2+H_2 O \longrightarrow \underset{\text{(কার্বনিক অ্যাসিড)}}{H_2 CO_3} $
যেহেতু কার্বনিক অ্যাসিড গঠনের প্রক্রিয়াটি ধীর, তাই কার্বন ডাই-অক্সাইডের একটি ছোট অংশই এইভাবে পরিবাহিত হয়।
(২) আরবিসির মাধ্যমে:
প্রায় ২০ - $25 %$ $CO_2$ লোহিত রক্তকণিকা দ্বারা কার্বামিনোহিমোগ্লোবিন হিসাবে পরিবাহিত হয়। কার্বন ডাই-অক্সাইড হিমোগ্লোবিনের পলিপেপটাইড শৃঙ্খলের অ্যামিনো গ্রুপের সাথে আবদ্ধ হয়ে কার্বামিনোহিমোগ্লোবিন নামক একটি যৌগ গঠন করে।
(৩) সোডিয়াম বাইকার্বনেটের মাধ্যমে:
প্রায় $70 %$ কার্বন ডাই-অক্সাইড সোডিয়াম বাইকার্বনেট হিসাবে পরিবাহিত হয়। $As^{2} CO_2$ রক্ত প্লাজমায় ব্যাপিত হয়, এর একটি বড় অংশ কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ এনজাইমের উপস্থিতিতে জলের সাথে মিলিত হয়ে কার্বনিক অ্যাসিড গঠন করে। কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ একটি জিঙ্ক এনজাইম যা কার্বনিক অ্যাসিড গঠনের গতি বাড়ায়। এই কার্বনিক অ্যাসিড বাইকার্বনেট $(HCO_3{ }^{-})$ এবং হাইড্রোজেন আয়ন $(H^{+})$ এ বিচ্ছিন্ন হয়।
$ CO_2+H_2 O \xrightarrow{\text{ কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ }} H_2 CO_3 $
$ \mathrm{H_2CO_3} \xrightarrow[\text{কার্বনিক}]{\text{অ্যানহাইড্রেজ}} + \mathrm{HCO_3^-} + \mathrm{H^+} $
৫। বায়ুমণ্ডলীয় বায়ুর তুলনায় অ্যালভিওলার বায়ুতে $pO_2$ এবং $pCO_2$ কেমন হবে?
(i) $pO_2$ কম, $pCO_2$ বেশি
(ii) $pO_2$ বেশি, $pCO_2$ কম
(iii) $pO_2$ বেশি, $pCO_2$ বেশি
(iv) $pO_2$ কম, $pCO_2$ কম
Show Answer
উত্তর
(ii) $pO_2$ বেশি, $pCO_2$ কম
বায়ুমণ্ডলীয় বায়ুতে অক্সিজেনের আংশিক চাপ অ্যালভিওলার বায়ুতে অক্সিজেনের আংশিক চাপের চেয়ে বেশি। বায়ুমণ্ডলীয় বায়ুতে, $pO_2$ প্রায় $159 mm Hg$। অ্যালভিওলার বায়ুতে, এটি প্রায় $104 mm Hg$।
বায়ুমণ্ডলীয় বায়ুতে কার্বন ডাই-অক্সাইডের আংশিক চাপ অ্যালভিওলার বায়ুতে কার্বন ডাই-অক্সাইডের আংশিক চাপের চেয়ে কম। বায়ুমণ্ডলীয় বায়ুতে, $pCO_2$ প্রায় $0.3 mmHg$। অ্যালভিওলার বায়ুতে, এটি প্রায় $40 mm Hg$।
৬। স্বাভাবিক অবস্থায় প্রশ্বাসের প্রক্রিয়াটি ব্যাখ্যা কর।
Show Answer
উত্তর
ডায়াফ্রাম সংকুচিত হয়
প্রশ্বাস বা ইনহেলেশন হল শরীরের বাইরে থেকে ফুসফুসে বায়ু আনার প্রক্রিয়া। এটি ফুসফুস এবং বায়ুমণ্ডলের মধ্যে একটি চাপ প্রণালী তৈরি করে সম্পন্ন হয়।
যখন বায়ু ফুসফুসে প্রবেশ করে, ডায়াফ্রাম উদর গহ্বরের দিকে সংকুচিত হয়, যার ফলে প্রশ্বাসিত বায়ু ধারণের জন্য বক্ষ গহ্বরের স্থান বৃদ্ধি পায়।
বাহ্যিক ইন্টারকস্টাল পেশীর একই সাথে সংকোচনের সাথে অ্যান্টেরোপোস্টেরিয়র অক্ষে বক্ষ চেম্বারের আয়তন বৃদ্ধি পায়। এটি পাঁজর এবং স্টার্নামকে বাইরের দিকে নিয়ে যায়, যার ফলে ডোরসোভেন্ট্রাল অক্ষে বক্ষ চেম্বারের আয়তন বৃদ্ধি পায়।
বক্ষের আয়তনের সামগ্রিক বৃদ্ধি ফুসফুসের আয়তনে একই রকম বৃদ্ধি ঘটায়। এখন, এই বৃদ্ধির ফলে, ফুসফুসের অভ্যন্তরীণ চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে কম হয়ে যায়। এটি শরীরের বাইরের বায়ুকে ফুসফুসে প্রবেশ করতে বাধ্য করে।
৭। শ্বসন কীভাবে নিয়ন্ত্রিত হয়?
Show Answer
উত্তর
মস্তিষ্কের মেডুলা অঞ্চলে অবস্থিত শ্বসন ছন্দ কেন্দ্র প্রাথমিকভাবে শ্বসন নিয়ন্ত্রণের জন্য দায়ী। নিউমোট্যাক্সিক কেন্দ্র প্রশ্বাসের হার কমানোর সংকেত দিয়ে শ্বসন ছন্দ কেন্দ্র দ্বারা সম্পাদিত কাজ পরিবর্তন করতে পারে।
শ্বসন কেন্দ্রের নিকটবর্তী রাসায়নিক সংবেদনশীল অঞ্চল কার্বন ডাই-অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন আয়নের প্রতি সংবেদনশীল। এই অঞ্চলটি যৌগগুলি দূর করার জন্য নিঃশ্বাসের হার পরিবর্তনের সংকেত দেয়।
ক্যারোটিড ধমনী এবং অ্যাওর্টায় অবস্থিত গ্রাহকগুলি রক্তে কার্বন ডাই-অক্সাইড এবং হাইড্রোজেন আয়নের মাত্রা সনাক্ত করে। কার্বন ডাই-অক্সাইডের মাত্রা বৃদ্ধি পেলে, শ্বসন কেন্দ্র প্রয়োজনীয় পরিবর্তনের জন্য স্নায়ু আবেগ প্রেরণ করে।
৮। $pCO_2$ এর অক্সিজেন পরিবহনের উপর কী প্রভাব আছে?
Show Answer
উত্তর
$pCO_2$ অক্সিজেন পরিবহনে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। অ্যালভিওলাসে, নিম্ন $pCO_2$ এবং উচ্চ $pO_2$ অক্সিহিমোগ্লোবিন গঠনে সহায়ক। কলাগুলিতে, উচ্চ $pCO_2$ এবং নিম্ন $pO_2$ অক্সিহিমোগ্লোবিন থেকে অক্সিজেনের বিচ্ছিন্নতাকে সহায়ক। তাই, রক্তে $pCO_2$ হ্রাসের দ্বারা হিমোগ্লোবিনের অক্সিজেনের প্রতি আকর্ষণ বৃদ্ধি পায়। অতএব, অক্সিজেন অক্সিহিমোগ্লোবিন হিসাবে রক্তে পরিবাহিত হয় এবং কলাগুলিতে এটি থেকে অক্সিজেন বিচ্ছিন্ন হয়।
৯। একজন মানুষ পাহাড়ে উঠলে তার শ্বসন প্রক্রিয়ার কী হয়?
Show Answer
উত্তর
উচ্চতা বৃদ্ধির সাথে সাথে বায়ুমণ্ডলে অক্সিজেনের মাত্রা হ্রাস পায়। তাই, একজন মানুষ পাহাড়ে উঠার সময়, সে প্রতি শ্বাসে কম অক্সিজেন পায়। এটি রক্তে অক্সিজেনের পরিমাণ হ্রাস করে। রক্তে অক্সিজেনের পরিমাণ হ্রাসের প্রতিক্রিয়ায় শ্বসনের হার বৃদ্ধি পায়। একই সাথে, রক্তে অক্সিজেন সরবরাহ বাড়ানোর জন্য হৃদস্পন্দনের হার বৃদ্ধি পায়।
১০। একটি পোকার মধ্যে গ্যাসীয় বিনিময়ের স্থান কোথায়?
Show Answer
উত্তর
পোকামাকড়ে, গ্যাসীয় বিনিময় ট্রাকিয়াল সিস্টেম নামক নলগুলির একটি নেটওয়ার্কের মাধ্যমে ঘটে। একটি পোকার শরীরের পাশের ছোট ছিদ্রগুলিকে স্পাইরাকল বলে। অক্সিজেন সমৃদ্ধ বায়ু স্পাইরাকলের মাধ্যমে প্রবেশ করে। স্পাইরাকলগুলি নলগুলির নেটওয়ার্কের সাথে সংযুক্ত থাকে। স্পাইরাকল থেকে, অক্সিজেন ট্রাকিয়ায় প্রবেশ করে। এখান থেকে, অক্সিজেন শরীরের কোষগুলিতে ব্যাপিত হয়।
কার্বন ডাই-অক্সাইডের চলাচল বিপরীত পথ অনুসরণ করে। শরীরের কোষগুলি থেকে $CO_2$ প্রথমে ট্রাকিয়ায় প্রবেশ করে এবং তারপর স্পাইরাকলের মাধ্যমে শরীর ত্যাগ করে।
১১। অক্সিজেন বিচ্ছিন্নতা বক্ররেখা কী? আপনি কি এর সিগময়েডাল প্যাটার্নের জন্য কোন কারণ প্রস্তাব করতে পারেন?
Show Answer
উত্তর
অক্সিজেন বিচ্ছিন্নতা বক্ররেখা হল অক্সিজেনের বিভিন্ন আংশিক চাপে অক্সিহিমোগ্লোবিনের শতকরা সম্পৃক্ততা দেখানো একটি গ্রাফ।
বক্ররেখাটি অক্সিজেনের বিভিন্ন আংশিক চাপে অক্সিহিমোগ্লোবিন এবং হিমোগ্লোবিনের সাম্যাবস্থা দেখায়।
ফুসফুসে, অক্সিজেনের আংশিক চাপ বেশি। তাই, হিমোগ্লোবিন অক্সিজেনের সাথে আবদ্ধ হয়ে অক্সিহিমোগ্লোবিন গঠন করে।
কলাগুলিতে অক্সিজেনের ঘনত্ব কম। তাই, কলাগুলিতে, অক্সিহিমোগ্লোবিন হিমোগ্লোবিন গঠনের জন্য অক্সিজেন মুক্ত করে।
বিচ্ছিন্নতা বক্ররেখার সিগময়েড আকৃতির কারণ হল অক্সিজেনের হিমোগ্লোবিনের সাথে আবদ্ধ হওয়া। প্রথম অক্সিজেন অণুটি হিমোগ্লোবিনের সাথে আবদ্ধ হওয়ার সাথে সাথে এটি দ্বিতীয় অক্সিজেন অণুর আবদ্ধ হওয়ার প্রতি আকর্ষণ বৃদ্ধি করে। পরবর্তীতে, হিমোগ্লোবিন আরও অক্সিজেন আকর্ষণ করে।
১২। আপনি কি হাইপোক্সিয়া সম্পর্কে শুনেছেন? এটি সম্পর্কে তথ্য সংগ্রহ করার চেষ্টা করুন এবং আপনার বন্ধুদের সাথে আলোচনা করুন।
Show Answer
উত্তর
হাইপোক্সিয়া হল ফুসফুসে অক্সিজেনের অপর্যাপ্ত বা হ্রাসপ্রাপ্ত সরবরাহ দ্বারা চিহ্নিত একটি অবস্থা। এটি বহিরাগত বিভিন্ন কারণ যেমন $pO_2$ হ্রাস, অপর্যাপ্ত অক্সিজেন ইত্যাদি দ্বারা সৃষ্ট হয়। বিভিন্ন ধরনের হাইপোক্সিয়া নিচে আলোচনা করা হল।
হাইপোক্সেমিক হাইপোক্সিয়া
এই অবস্থায়, ধমনী রক্তে অক্সিজেনের নিম্ন আংশিক চাপের ফলে রক্তে অক্সিজেনের পরিমাণ হ্রাস পায়।
রক্তাল্পতাজনিত হাইপোক্সিয়া
এই অবস্থায়, হিমোগ্লোবিনের ঘনত্ব হ্রাস পায়।
স্থবির বা ইস্কেমিক হাইপোক্সিয়া
এই অবস্থায়, দুর্বল রক্ত সঞ্চালনের কারণে রক্তে অক্সিজেনের পরিমাণের ঘাটতি থাকে। এটি ঘটে যখন একজন ব্যক্তি দীর্ঘ সময় ধরে ঠান্ডা তাপমাত্রার সংস্পর্শে আসে।
হিস্টোটক্সিক হাইপোক্সিয়া
এই অবস্থায়, কলাগুলি অক্সিজেন ব্যবহার করতে অক্ষম। এটি কার্বন মনোক্সাইড বা সায়ানাইড বিষক্রিয়ার সময় ঘটে।
১৩। পার্থক্য কর
(ক) আইআরভি এবং ইআরভি
(খ) প্রশ্বাস ধারণ ক্ষমতা এবং নিঃশ্বাস ধারণ ক্ষমতা।
(গ) প্রাণ ধারণ ক্ষমতা এবং মোট ফুসফুস ধারণ ক্ষমতা।
Show Answer
উত্তর
(ক)
| প্রশ্বাস রিজার্ভ আয়তন (আইআরভি) | নিঃশ্বাস রিজার্ভ আয়তন (ইআরভি) |
|---|---|
| ১. এটি স্বাভাবিক প্রশ্বাসের পর সর্বাধিক পরিমাণ বায়ু যা গ্রহণ করা যায়। | ১. এটি স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর সর্বাধিক পরিমাণ বায়ু যা ত্যাগ করা যায়। |
| ২. মানব ফুসফুসে এটি প্রায় ২৫০০ থেকে ৩৫০০ মিলি। | ২. মানব ফুসফুসে এটি প্রায় ১০০০ থেকে ১১০০ মিলি। |
(খ)
| প্রশ্বাস ধারণ ক্ষমতা (আইসি) | নিঃশ্বাস ধারণ ক্ষমতা (ইসি) |
|---|---|
| ১. এটি স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর যে পরিমাণ বায়ু গ্রহণ করা যায়। | ১. এটি স্বাভাবিক প্রশ্বাসের পর যে পরিমাণ বায়ু ত্যাগ করা যায়। |
| ২. এতে টাইডাল ভলিউম এবং প্রশ্বাস রিজার্ভ আয়তন অন্তর্ভুক্ত। | ২. এতে টাইডাল ভলিউম এবং নিঃশ্বাস রিজার্ভ আয়তন অন্তর্ভুক্ত। |
| $IC=TV+IRV$ | $EC=TV+ERV$ |
(গ)
| প্রাণ ধারণ ক্ষমতা (ভিসি) | মোট ফুসফুস ধারণ ক্ষমতা (টিএলসি) |
|---|---|
| ১. এটি সর্বাধিক প্রশ্বাসের পর সর্বাধিক পরিমাণ বায়ু যা ত্যাগ করা যায়। এতে আইসি এবং ইআরভি অন্তর্ভুক্ত। | ১. এটি সর্বাধিক প্রশ্বাসের পর ফুসফুসে বায়ুর পরিমাণ। এতে আইসি, ইআরভি এবং অবশিষ্ট আয়তন অন্তর্ভুক্ত। |
| ২. মানব ফুসফুসে এটি প্রায় ৪০০০ মিলি। | ২. মানব ফুসফুসে এটি প্রায় ৫০০০ থেকে ৬০০০ মিলি। |
১৪। টাইডাল ভলিউম কী? একজন সুস্থ মানুষের জন্য এক ঘন্টায় টাইডাল ভলিউম (আনুমানিক মান) নির্ণয় কর।
Show Answer
উত্তর
টাইডাল ভলিউম হল স্বাভাবিক শ্বাস-প্রশ্বাসের সময় গ্রহণ বা ত্যাগ করা বায়ুর পরিমাণ।
এটি প্রতি মিনিটে প্রায় ৬০০০ থেকে $8000 mL$ বায়ু।
একজন সুস্থ মানুষের জন্য প্রতি ঘন্টায় টাইডাল ভলিউম হিসাব করা যেতে পারে:
টাইডাল ভলিউম $=6000$ থেকে $8000 mL /$ প্রতি মিনিট
এক ঘন্টায় টাইডাল ভলিউম $=6000$ থেকে $8000 mL \times(60 min)$ $=3.6 \times 10^{5} mL$ থেকে $4.8 \times 10^{5} mL$
অতএব, একজন সুস্থ মানুষের জন্য প্রতি ঘন্টায় টাইডাল ভলিউম আনুমানিক $3.6 \times 10^{5} mL$ থেকে $4.8 \times 10^{5} mL$।
BETA
