ನೀವು ಮೊದಲೇ ಓದಿದಂತೆ, ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು (O2) ಜೀವಿಗಳು ಗ್ಲೂಕೋಸ್, ಅಮೈನೋ ಆಮ್ಲಗಳು, ಕೊಬ್ಬಿನ ಆಮ್ಲಗಳು ಮುಂತಾದ ಸರಳ ಅಣುಗಳನ್ನು ಪರೋಕ್ಷವಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಿ ವಿವಿಧ ಚಟುವಟಿಕೆಗಳನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸಲು ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಪಡೆಯಲು ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಹಾನಿಕಾರಕವಾದ ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ (CO2) ಕೂಡ ಮೇಲಿನ ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭಜನಾ ಕ್ರಿಯೆಗಳ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ಕೋಶಗಳಿಗೆ O2 ಅನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಒದಗಿಸಬೇಕು ಮತ್ತು ಕೋಶಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ CO2 ಅನ್ನು ಹೊರಹಾಕಬೇಕು ಎಂಬುದು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿದೆ. ವಾತಾವರಣದಿಂದ O2 ಅನ್ನು ಕೋಶಗಳಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾದ CO2 ನೊಂದಿಗೆ ವಿನಿಮಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಉಸಿರಾಟ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದನ್ನು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಶ್ವಾಸಕ್ರಿಯೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನಿಮ್ಮ ಎದೆಯ ಮೇಲೆ ಕೈಗಳನ್ನಿಡಿ; ಎದೆ ಮೇಲೆ-ಕೆಳಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತಿರುವುದನ್ನು ನೀವು ಅನುಭವಿಸಬಹುದು. ಇದು ಉಸಿರಾಟದ ಕಾರಣ ಎಂದು ನಿಮಗೆ ತಿಳಿದಿದೆ. ನಾವು ಹೇಗೆ ಉಸಿರಾಡುತ್ತೇವೆ? ಶ್ವಾಸಾಂಗಗಳು ಮತ್ತು ಉಸಿರಾಟದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ಈ ಅಧ್ಯಾಯದ ಕೆಳಗಿನ ವಿಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಲಾಗಿದೆ.

17.1 ಶ್ವಾಸಾಂಗಗಳು

ಉಸಿರಾಟದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಪ್ರಾಣಿಗಳ ವಿವಿಧ ಗುಂಪುಗಳಲ್ಲಿ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಅವುಗಳ ಆವಾಸಸ್ಥಾನಗಳು ಮತ್ತು ಸಂಘಟನೆಯ ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ಅವಲಂಬಿಸಿ ಬದಲಾಗುತ್ತವೆ. ಸ್ಪಂಜುಗಳು, ಸೀಲೆಂಟರೇಟುಗಳು, ಫ್ಲಾಟ್ವರ್ಮ್ಗಳು ಮುಂತಾದ ಕೆಳಮಟ್ಟದ ಅಕಶೇರುಕಗಳು ತಮ್ಮ ಸಂಪೂರ್ಣ ದೇಹದ ಮೇಲ್ಮೈಯ ಮೇಲೆ ಸರಳ ವ್ಯಾಪನದ ಮೂಲಕ O2 ಅನ್ನು CO2 ನೊಂದಿಗೆ ವಿನಿಮಯ ಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ. ಮಣ್ಣಿನ ಹುಳುಗಳು ತಮ್ಮ ಆರ್ದ್ರ ಕ್ಯೂಟಿಕಲ್ ಅನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಕೀಟಗಳು ದೇಹದೊಳಗೆ ವಾಯುಮಂಡಲದ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಸಾಗಿಸಲು ನಳಿಕೆಗಳ ಜಾಲವನ್ನು (ಶ್ವಾಸನಾಳಗಳು) ಹೊಂದಿವೆ. ಕಿವಿರುಗಳು (ಶ್ವಾಸಪಿಂಡ ಶ್ವಾಸಕ್ರಿಯೆ) ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ವಿಶೇಷ ರಕ್ತನಾಳೀಕೃತ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಬಹುತೇಕ ಜಲಚರ ಆರ್ಥ್ರೋಪಾಡ್ಗಳು ಮತ್ತು ಮೊಲಸ್ಕ್ಗಳು ಬಳಸುತ್ತವೆ, ಆದರೆ ಫುಪ್ಪುಸಗಳು (ಫುಪ್ಪುಸ ಶ್ವಾಸಕ್ರಿಯೆ) ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ರಕ್ತನಾಳೀಕೃತ ಚೀಲಗಳನ್ನು ಸ್ಥಳಚರ ರೂಪಗಳು ಅನಿಲಗಳ ವಿನಿಮಯಕ್ಕಾಗಿ ಬಳಸುತ್ತವೆ. ಕಶೇರುಕಗಳಲ್ಲಿ, ಮೀನುಗಳು ಕಿವಿರುಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಉಭಯಚರಗಳು, ಸರೀಸೃಪಗಳು, ಪಕ್ಷಿಗಳು ಮತ್ತು ಸಸ್ತನಿಗಳು ಫುಪ್ಪುಸಗಳ ಮೂಲಕ ಉಸಿರಾಡುತ್ತವೆ. ಕಪ್ಪೆಗಳಂತಹ ಉಭಯಚರಗಳು ತಮ್ಮ ಆರ್ದ್ರ ಚರ್ಮದ ಮೂಲಕ (ಚರ್ಮೀಯ ಶ್ವಾಸಕ್ರಿಯೆ) ಕೂಡ ಉಸಿರಾಡಬಲ್ಲವು.

17.1.1 ಮಾನವ ಶ್ವಾಸನಳಿಕೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆ

ನಮಗೆ ಮೇಲಿನ ತುಟಿಗಳ ಮೇಲೆ ತೆರೆಯುವ ಒಂದು ಜೊತೆ ಬಾಹ್ಯ ನಾಸಿಕಾರಂಧ್ರಗಳಿವೆ. ಇದು ನಾಸಿಕಾ ಮಾರ್ಗದ ಮೂಲಕ ನಾಸಿಕಾ ಕುಹರಕ್ಕೆ ಕೊಂಡೊಯ್ಯುತ್ತದೆ. ನಾಸಿಕಾ ಕುಹರವು ಗಂಟಲಿಗೆ ತೆರೆಯುತ್ತದೆ, ಇದರ ಒಂದು ಭಾಗ ಆಹಾರ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಗೆ ಸಾಮಾನ್ಯ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. ಗಂಟಲಿಯು ಸ್ವರಪೆಟ್ಟಿಗೆ ಪ್ರದೇಶದ ಮೂಲಕ ಶ್ವಾಸನಾಳಕ್ಕೆ ತೆರೆಯುತ್ತದೆ. ಸ್ವರಪೆಟ್ಟಿಗೆಯು ಒಂದು ಕಾರ್ಟಿಲೇಜಿನಸ್ ಪೆಟ್ಟಿಗೆಯಾಗಿದ್ದು ಧ್ವನಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಆದ್ದರಿಂದ ಇದನ್ನು ಧ್ವನಿ ಪೆಟ್ಟಿಗೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. ನುಂಗುವ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಗ್ಲಾಟಿಸ್ ಅನ್ನು ಎಪಿಗ್ಲಾಟಿಸ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಡುವ ತೆಳುವಾದ ಸ್ಥಿತಿಸ್ಥಾಪಕ ಕಾರ್ಟಿಲೇಜಿನಸ್ ಪದರದಿಂದ ಮುಚ್ಚಬಹುದು, ಇದು ಆಹಾರವು ಸ್ವರಪೆಟ್ಟಿಗೆಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸುವುದನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಶ್ವಾಸನಾಳವು ಎದೆಯ ಮಧ್ಯಭಾಗದ ಕುಹರದವರೆಗೆ ವಿಸ್ತರಿಸುವ ನೇರ ನಾಳವಾಗಿದೆ, ಇದು 5ನೇ ಎದೆಯ ಕಶೇರುಕ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಬಲ ಮತ್ತು ಎಡ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಶ್ವಾಸನಾಳಗಳಾಗಿ ವಿಭಜನೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿ ಶ್ವಾಸನಾಳವು ಪುನರಾವರ್ತಿತ ವಿಭಜನೆಗಳಿಗೆ ಒಳಗಾಗಿ ದ್ವಿತೀಯಕ ಮತ್ತು ತೃತೀಯಕ ಶ್ವಾಸನಾಳಗಳು ಮತ್ತು ಶ್ವಾಸಕೋಶಗಳಾಗಿ ರೂಪುಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ, ಅಂತಿಮವಾಗಿ ಬಹಳ ತೆಳುವಾದ ಅಂತಿಮ ಶ್ವಾಸಕೋಶಗಳಲ್ಲಿ ಕೊನೆಗೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಶ್ವಾಸನಾಳಗಳು, ಪ್ರಾಥಮಿಕ, ದ್ವಿತೀಯಕ ಮತ್ತು ತೃತೀಯಕ ಶ್ವಾಸನಾಳಗಳು ಮತ್ತು ಆರಂಭಿಕ ಶ್ವಾಸಕೋಶಗಳನ್ನು ಅಪೂರ್ಣ ಕಾರ್ಟಿಲೇಜಿನಸ್ ಉಂಗುರಗಳು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತವೆ. ಪ್ರತಿ ಅಂತಿಮ ಶ್ವಾಸಕೋಶವು ಹಲವಾರು ಬಹಳ ತೆಳುವಾದ, ಅನಿಯಮಿತ ಗೋಡೆಯ ಮತ್ತು ರಕ್ತನಾಳೀಕೃತ ಚೀಲದಂಥ ರಚನೆಗಳಾದ ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಶ್ವಾಸನಾಳಗಳು, ಶ್ವಾಸಕೋಶಗಳು ಮತ್ತು ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳ ಕವಲೊಡೆಯುವ ಜಾಲವು ಫುಪ್ಪುಸಗಳನ್ನು (ಚಿತ್ರ 17.1) ಒಳಗೊಂಡಿದೆ. ನಮಗೆ ಎರಡು ಫುಪ್ಪುಸಗಳಿವೆ, ಅವುಗಳನ್ನು ಎರಡು ಪದರದ ಪ್ಲೂರಾದಿಂದ ಮುಚ್ಚಲಾಗಿದೆ, ಅವುಗಳ ನಡುವೆ ಪ್ಲೂರಲ್ ದ್ರವವಿದೆ. ಇದು ಫುಪ್ಪುಸದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಘರ್ಷಣೆಯನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಬಾಹ್ಯ ಪ್ಲೂರಲ್ ಪೊರೆಯು ಎದೆಯ ಅಂಚಿನೊಂದಿಗೆ ನಿಕಟ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿದೆ ಆದರೆ ಆಂತರಿಕ ಪ್ಲೂರಲ್ ಪೊರೆಯು ಫುಪ್ಪುಸದ ಮೇಲ್ಮೈಯೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕದಲ್ಲಿದೆ.

ಚಿತ್ರ 17.1 ಮಾನವ ಶ್ವಾಸನಳಿಕೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರದ ನೋಟ (ಎಡ ಫುಪ್ಪುಸದ ಅಡ್ಡಕೊಯ್ತದ ನೋಟವನ್ನು ಸಹ ತೋರಿಸಲಾಗಿದೆ)

ಬಾಹ್ಯ ನಾಸಿಕಾರಂಧ್ರಗಳಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗಿ ಅಂತಿಮ ಶ್ವಾಸಕೋಶಗಳವರೆಗಿನ ಭಾಗವು ನಡವಳಿಕೆಯ ಭಾಗವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ ಆದರೆ ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ನಾಳಗಳು ಶ್ವಾಸನಳಿಕೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ಶ್ವಾಸ ಅಥವಾ ವಿನಿಮಯ ಭಾಗವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ನಡವಳಿಕೆಯ ಭಾಗವು ವಾಯುಮಂಡಲದ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳಿಗೆ ಸಾಗಿಸುತ್ತದೆ, ಅದನ್ನು ವಿದೇಶಿ ಕಣಗಳಿಂದ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸುತ್ತದೆ, ಆರ್ದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯನ್ನು ದೇಹದ ತಾಪಮಾನಕ್ಕೆ ತರುತ್ತದೆ. ವಿನಿಮಯ ಭಾಗವು ರಕ್ತ ಮತ್ತು ವಾಯುಮಂಡಲದ ಗಾಳಿಯ ನಡುವೆ O2 ಮತ್ತು CO2 ನ ನಿಜವಾದ ವ್ಯಾಪನದ ಸ್ಥಳವಾಗಿದೆ.

ಫುಪ್ಪುಸಗಳು ಎದೆಯ ಕುಹರದಲ್ಲಿವೆ, ಇದು ಶರೀರರಚನಾಶಾಸ್ತ್ರದ ದೃಷ್ಟಿಯಿಂದ ಗಾಳಿಯಾಡದ ಕುಹರವಾಗಿದೆ. ಎದೆಯ ಕುಹರವನ್ನು ಹಿಂಭಾಗದಲ್ಲಿ ಕಶೇರುಕ ಸ್ತಂಭದಿಂದ, ಮುಂಭಾಗದಲ್ಲಿ ಸ್ಟರ್ನಮ್ನಿಂದ, ಪಾರ್ಶ್ವದಲ್ಲಿ ಪಕ್ಕೆಲುಬುಗಳಿಂದ ಮತ್ತು ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಗುಂಡಗಿನ ಆಕಾರದ ಡಯಾಫ್ರಾಮ್ನಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡಿದೆ. ಎದೆಯಲ್ಲಿನ ಫುಪ್ಪುಸಗಳ ಶರೀರರಚನಾಶಾಸ್ತ್ರೀಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಎದೆಯ ಕುಹರದ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿನ ಯಾವುದೇ ಬದಲಾವಣೆಯು ಫುಪ್ಪುಸದ ಕುಹರದಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಫಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಉಸಿರಾಟಕ್ಕೆ ಅಂತಹ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಅತ್ಯಗತ್ಯ, ಏಕೆಂದರೆ ನಾವು ನೇರವಾಗಿ ಫುಪ್ಪುಸದ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಬದಲಾಯಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿಲ್ಲ.

ಶ್ವಾಸಕ್ರಿಯೆಯು ಈ ಕೆಳಗಿನ ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ:

(i) ಉಸಿರಾಟ ಅಥವಾ ಫುಪ್ಪುಸದ ವಾತಾಯನ, ಇದರ ಮೂಲಕ ವಾಯುಮಂಡಲದ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಒಳಗೆ ಎಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು CO2 ಸಮೃದ್ಧ ಅಲ್ವಿಯೋಲಾರ್ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಹೊರಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ.

(ii) ಅಲ್ವಿಯೋಲಾರ್ ಪೊರೆಯಾದ್ಯಂತ ಅನಿಲಗಳ (O2 ಮತ್ತು CO2) ವ್ಯಾಪನ.

(iii) ರಕ್ತದಿಂದ ಅನಿಲಗಳ ಸಾಗಣೆ.

(iv) ರಕ್ತ ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳ ನಡುವೆ O2 ಮತ್ತು CO2 ನ ವ್ಯಾಪನ.

(v) ಕೋಶಗಳಿಂದ ಜೀವರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಭಜನಾ ಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗಾಗಿ O2 ನ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಪರಿಣಾಮವಾಗಿ CO2 ನ ಬಿಡುಗಡೆ (ಕೋಶೀಯ ಶ್ವಾಸಕ್ರಿಯೆ, ಅಧ್ಯಾಯ 14 ರಲ್ಲಿ ವಿವರಿಸಿದಂತೆ).

17.2 ಉಸಿರಾಟದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನ

ಉಸಿರಾಟವು ಎರಡು ಹಂತಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ: ಉಚ್ಛ್ವಾಸ, ಈ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ವಾಯುಮಂಡಲದ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಒಳಗೆ ಎಳೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಿಶ್ವಾಸ, ಇದರ ಮೂಲಕ ಅಲ್ವಿಯೋಲಾರ್ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಹೊರಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫುಪ್ಪುಸಗಳಿಗೆ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಒಳಗೆ ಮತ್ತು ಹೊರಗೆ ಚಲಿಸುವಿಕೆಯನ್ನು ಫುಪ್ಪುಸಗಳು ಮತ್ತು ವಾಯುಮಂಡಲದ ನಡುವೆ ಒತ್ತಡ ಏರಿಳಿತವನ್ನು ಸೃಷ್ಟಿಸುವ ಮೂಲಕ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಫುಪ್ಪುಸಗಳ ಒಳಗಿನ ಒತ್ತಡ (ಅಂತಃ-ಫುಪ್ಪುಸ ಒತ್ತಡ) ವಾಯುಮಂಡಲದ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಿದ್ದರೆ, ಅಂದರೆ, ವಾಯುಮಂಡಲದ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ ಫುಪ್ಪುಸಗಳಲ್ಲಿ ಋಣಾತ್ಮಕ ಒತ್ತಡವಿದ್ದರೆ ಉಚ್ಛ್ವಾಸ ಸಂಭವಿಸಬಹುದು. ಅಂತೆಯೇ, ಅಂತಃ-ಫುಪ್ಪುಸ ಒತ್ತಡವು ವಾಯುಮಂಡಲದ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿದ್ದಾಗ ನಿಶ್ವಾಸ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. ಡಯಾಫ್ರಾಮ್ ಮತ್ತು ಪಕ್ಕೆಲುಬುಗಳ ನಡುವಿನ ಬಾಹ್ಯ ಮತ್ತು ಆಂತರಿಕ ಇಂಟರ್ಕೋಸ್ಟಲ್ಗಳಂತಹ ವಿಶೇಷ ಸ್ನಾಯುಗಳ ಸಮೂಹವು ಅಂತಹ ಏರಿಳಿತಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಉಚ್ಛ್ವಾಸವು ಡಯಾಫ್ರಾಮ್ನ ಸಂಕೋಚನದಿಂದ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಎದೆಯ ಕುಹರದ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಮುಂಭಾಗ-ಹಿಂಭಾಗ ಅಕ್ಷದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ. ಬಾಹ್ಯ ಇಂಟರ್ಕೋಸ್ಟಲ್ ಸ್ನಾಯುಗಳ ಸಂಕೋಚನವು ಪಕ್ಕೆಲುಬುಗಳು ಮತ್ತು ಸ್ಟರ್ನಮ್ ಅನ್ನು ಎತ್ತುತ್ತದೆ, ಇದರಿಂದಾಗಿ ಎದೆಯ ಕುಹರದ ಪರಿಮಾಣವು ಪೃಷ್ಠ-ಉದರ ಅಕ್ಷದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಾಗುತ್ತದೆ. ಎದೆಯ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಒಟ್ಟಾರೆ ಹೆಚ್ಚಳವು ಫುಪ್ಪುಸದ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಇದೇ ರೀತಿಯ ಹೆಚ್ಚಳವನ್ನು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತದೆ. ಫುಪ್ಪುಸದ ಪರಿಮಾಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಳವು ಅಂತಃ-ಫುಪ್ಪುಸ ಒತ್ತಡವನ್ನು ವಾಯುಮಂಡಲದ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಇದು ಹೊರಗಿನಿಂದ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಫುಪ್ಪುಸಗಳಿಗೆ ಚಲಿಸುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ಉಚ್ಛ್ವಾಸ (ಚಿತ್ರ 17.2a). ಡಯಾಫ್ರಾಮ್ ಮತ್ತು ಇಂಟರ್ಕೋಸ್ಟಲ್ ಸ್ನಾಯುಗಳ ಸಡಿಲಿಕೆಯು ಡಯಾಫ್ರಾಮ್ ಮತ್ತು ಸ್ಟರ್ನಮ್ ಅನ್ನು ಅವುಗಳ ಸಾಮಾನ್ಯ ಸ್ಥಾನಗಳಿಗೆ ಹಿಂದಿರುಗಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎದೆಯ ಪರಿಮಾಣ ಮತ್ತು ಆ ಮೂಲಕ ಫುಪ್ಪುಸದ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಇದು ಅಂತಃ-ಫುಪ್ಪುಸ ಒತ್ತಡವನ್ನು ವಾಯುಮಂಡಲದ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ, ಇದು ಗಾಳಿಯನ್ನು ಫುಪ್ಪುಸಗಳಿಂದ ಹೊರಹಾಕುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ, ಅಂದರೆ, ನಿಶ್ವಾಸ (ಚಿತ್ರ 17.2b). ನಮಗೆ ಹೊಟ್ಟೆಯಲ್ಲಿನ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಸ್ನಾಯುಗಳ ಸಹಾಯದಿಂದ ಉಚ್ಛ್ವಾಸ ಮತ್ತು ನಿಶ್ವಾಸದ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವಿದೆ. ಸರಾಸರಿಯಾಗಿ, ಆರೋಗ್ಯವಂತ ಮನುಷ್ಯನು ನಿಮಿಷಕ್ಕೆ 12-16 ಬಾರಿ ಉಸಿರಾಡುತ್ತಾನೆ. ಉಸಿರಾಟದ ಚಲನೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಗಾಳಿಯ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಸ್ಪೈರೋಮೀಟರ್ ಬಳಸಿ ಅಂದಾಜು ಮಾಡಬಹುದು, ಇದು ಫುಪ್ಪುಸದ ಕಾರ್ಯಗಳ ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ಮೌಲ್ಯಮಾಪನದಲ್ಲಿ ಸಹಾಯ ಮಾಡುತ್ತದೆ.

ಚಿತ್ರ 17.2 ಉಸಿರಾಟದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನವನ್ನು ತೋರಿಸುತ್ತದೆ: (a) ಉಚ್ಛ್ವಾಸ (b) ನಿಶ್ವಾಸ

17.2.1 ಶ್ವಾಸನಳಿಕೆ ಪರಿಮಾಣಗಳು ಮತ್ತು ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳು

ಜ್ವಾರೀಯ ಪರಿಮಾಣ (TV): ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಸಿರಾಟದ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಒಳಗೆಳೆದ ಅಥವಾ ಹೊರಹಾಕಿದ ಗಾಳಿಯ ಪರಿಮಾಣ. ಇದು ಸರಿಸುಮಾರು 500 mL ಆಗಿದೆ, ಅಂದರೆ, ಆರೋಗ್ಯವಂತ ಮನುಷ್ಯನು ನಿಮಿಷಕ್ಕೆ ಸರಿಸುಮಾರು 6000 ರಿಂದ 8000 mL ಗಾಳಿಯನ್ನು ಒಳಗೆಳೆಯಬಹುದು ಅಥವಾ ಹೊರಹಾಕಬಹುದು.

ಉಚ್ಛ್ವಾಸ ಸಂಚಿತ ಪರಿಮಾಣ (IRV): ಬಲವಂತದ ಉಚ್ಛ್ವಾಸದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಒಳಗೆಳೆಯಬಹುದಾದ ಗಾಳಿಯ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪರಿಮಾಣ. ಇದು ಸರಾಸರಿ 2500 mL ರಿಂದ 3000 mL ಆಗಿದೆ.

ನಿಶ್ವಾಸ ಸಂಚಿತ ಪರಿಮಾಣ (ERV): ಬಲವಂತದ ನಿಶ್ವಾಸದಿಂದ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಹೊರಹಾಕಬಹುದಾದ ಗಾಳಿಯ ಹೆಚ್ಚುವರಿ ಪರಿಮಾಣ. ಇದು ಸರಾಸರಿ 1000 mL ರಿಂದ 1100 mL ಆಗಿದೆ.

ಅವಶಿಷ್ಟ ಪರಿಮಾಣ (RV): ಬಲವಂತದ ನಿಶ್ವಾಸದ ನಂತರವೂ ಫುಪ್ಪುಸಗಳಲ್ಲಿ ಉಳಿದಿರುವ ಗಾಳಿಯ ಪರಿಮಾಣ. ಇದು ಸರಾಸರಿ 1100 mL ರಿಂದ 1200 mL ಆಗಿದೆ. ಮೇಲೆ ವಿವರಿಸಿದ ಕೆಲವು ಶ್ವಾಸನಳಿಕೆ ಪರಿಮಾಣಗಳನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಒಬ್ಬರು ವಿವಿಧ ಫುಪ್ಪುಸದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಬಹುದು, ಅವುಗಳನ್ನು ಕ್ಲಿನಿಕಲ್ ರೋಗನಿರ್ಣಯದಲ್ಲಿ ಬಳಸಬಹುದು.

ಉಚ್ಛ್ವಾಸ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (IC): ಸಾಮಾನ್ಯ ನಿಶ್ವಾಸದ ನಂತರ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಒಳಗೆಳೆಯಬಹುದಾದ ಗಾಳಿಯ ಒಟ್ಟು ಪರಿಮಾಣ. ಇದು ಜ್ವಾರೀಯ ಪರಿಮಾಣ ಮತ್ತು ಉಚ್ಛ್ವಾಸ ಸಂಚಿತ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು (TV+IRV) ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

ನಿಶ್ವಾಸ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (EC): ಸಾಮಾನ್ಯ ಉಚ್ಛ್ವಾಸದ ನಂತರ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಹೊರಹಾಕಬಹುದಾದ ಗಾಳಿಯ ಒಟ್ಟು ಪರಿಮಾಣ. ಇದು ಜ್ವಾರೀಯ ಪರಿಮಾಣ ಮತ್ತು ನಿಶ್ವಾಸ ಸಂಚಿತ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು (TV+ERV) ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

ಕ್ರಿಯಾತ್ಮಕ ಅವಶಿಷ್ಟ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (FRC): ಸಾಮಾನ್ಯ ನಿಶ್ವಾಸದ ನಂತರ ಫುಪ್ಪುಸಗಳಲ್ಲಿ ಉಳಿಯುವ ಗಾಳಿಯ ಪರಿಮಾಣ. ಇದು ERV+RV ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

ಮಹತ್ವದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (VC): ಬಲವಂತದ ನಿಶ್ವಾಸದ ನಂತರ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಒಳಗೆಳೆಯಬಹುದಾದ ಗಾಳಿಯ ಗರಿಷ್ಠ ಪರಿಮಾಣ. ಇದು ERV, TV ಮತ್ತು IRV ಅನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ ಅಥವಾ ಬಲವಂತದ ಉಚ್ಛ್ವಾಸದ ನಂತರ ವ್ಯಕ್ತಿಯು ಹೊರಹಾಕಬಹುದಾದ ಗಾಳಿಯ ಗರಿಷ್ಠ ಪರಿಮಾಣ.

ಒಟ್ಟು ಫುಪ್ಪುಸ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ (TLC): ಬಲವಂತದ ಉಚ್ಛ್ವಾಸದ ಕೊನೆಯಲ್ಲಿ ಫುಪ್ಪುಸಗಳಲ್ಲಿ ಇರುವ ಗಾಳಿಯ ಒಟ್ಟು ಪರಿಮಾಣ. ಇದು RV, ERV, TV ಮತ್ತು IRV ಅಥವಾ ಮಹತ್ವದ ಸಾಮರ್ಥ್ಯ + ಅವಶಿಷ್ಟ ಪರಿಮಾಣವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿದೆ.

17.3 ಅನಿಲಗಳ ವಿನಿಮಯ

ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳು ಅನಿಲಗಳ ವಿನಿಮಯದ ಪ್ರಾಥಮಿಕ ಸ್ಥಳಗಳಾಗಿವೆ. ರಕ್ತ ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳ ನಡುವೆಯೂ ಅನಿಲಗಳ ವಿನಿಮಯ ಸಂಭವಿಸುತ್ತದೆ. O2 ಮತ್ತು CO2 ಈ ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಸರಳ ವ್ಯಾಪನದ ಮೂಲಕ ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಒತ್ತಡ/ಸಾಂದ್ರತಾ ಏರಿಳಿತದ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಿನಿಮಯವಾಗುತ್ತವೆ. ಅನಿಲಗಳ ದ್ರಾವ್ಯತೆ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪನದಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಪೊರೆಗಳ ದಪ್ಪವು ಕೂಡ ವ್ಯಾಪನದ ದರವನ್ನು ಪ್ರಭಾವಿಸಬಹುದಾದ ಕೆಲವು ಮುಖ್ಯ ಅಂಶಗಳಾಗಿವೆ. ಅನಿಲಗಳ ಮಿಶ್ರಣದಲ್ಲಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಅನಿಲದಿಂದ ಕೊಡುಗೆಯಾಗುವ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ಆಮ್ಲಜನಕಕ್ಕೆ pO2 ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ಗೆ pCO2 ಎಂದು ಪ್ರತಿನಿಧಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ವಾಯುಮಂಡಲದ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಮತ್ತು ವ್ಯಾಪನದ ಎರಡು ಸ್ಥಳಗಳಲ್ಲಿ ಈ ಎರಡು ಅನಿಲಗಳ ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡಗಳನ್ನು ಕೋಷ್ಟಕ 17.1 ಮತ್ತು ಚಿತ್ರ 17.3 ರಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾಗಿದೆ. ಕೋಷ್ಟಕದಲ್ಲಿ ನೀಡಲಾದ ದತ್ತಾಂಶವು ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳಿಂದ ರಕ್ತಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ರಕ್ತದಿಂದ ಅಂಗಾಂಶಗಳಿಗೆ ಆಮ್ಲಜನಕದ ಸಾಂದ್ರತಾ ಏರಿಳಿತವನ್ನು ಸ್ಪಷ್ಟವಾಗಿ ಸೂಚಿಸುತ್ತದೆ.

ಕೋಷ್ಟಕ 14.1 ವ್ಯಾಪನದಲ್ಲಿ ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ವಿವಿಧ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿ ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ನ ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡಗಳು (mm Hg ನಲ್ಲಿ) ವಾಯುಮಂಡಲದೊಂದಿಗೆ ಹೋಲಿಕೆ

ಚಿತ್ರ 17.3 ಅಲ್ವಿಯೋಲಸ್ ಮತ್ತು ದೇಹದ ಅಂಗಾಂಶಗಳಲ್ಲಿ ರಕ್ತದೊಂದಿಗೆ ಅನಿಲಗಳ ವಿನಿಮಯ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಬನ್ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್ನ ಸಾಗಣೆಯ ರೇಖಾಚಿತ್ರದ ಪ್ರತಿನಿಧಿತ್ವ

ಅಂತೆಯೇ, CO2 ಗೆ ವಿರುದ್ಧ ದಿಕ್ಕಿನಲ್ಲಿ, ಅಂದರೆ, ಅಂಗಾಂಶಗಳಿಂದ ರಕ್ತಕ್ಕೆ ಮತ್ತು ರಕ್ತದಿಂದ ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳಿಗೆ ಏರಿಳಿತವು ಇರುತ್ತದೆ. CO2 ನ ದ್ರಾವ್ಯತೆಯು O2 ಗಿಂತ 20-25 ಪಟ್ಟು ಹೆಚ್ಚಿರುವುದರಿಂದ, ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡದ ಪ್ರತಿ ಘಟಕ ವ್ಯತ್ಯಾಸದ ಮೂಲಕ ವ್ಯಾಪನ ಪೊರೆಯ ಮೂಲಕ ವ್ಯಾಪಿಸಬಹುದಾದ CO2 ನ ಪ್ರಮಾಣವು O2 ಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿರುತ್ತದೆ. ವ್ಯಾಪನ ಪೊರೆಯು ಮೂರು ಪ್ರಮುಖ ಪದರಗಳಿಂದ (ಚಿತ್ರ 17.4) ರೂಪುಗೊಂಡಿದೆ, ಅವುಗಳೆಂದರೆ, ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳ ತೆಳುವಾದ ಸ್ಕ್ವಾಮಸ್ ಎಪಿಥೀಲಿಯಂ, ಅಲ್ವಿಯೋಲಾರ್ ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿಗಳ ಎಂಡೋಥೀಲಿಯಂ ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ನಡುವಿನ ಬೇಸ್ಮೆಂಟ್ ಪದಾರ್ಥ (ಸ್ಕ್ವಾಮಸ್ ಎಪಿಥೀಲಿಯಂ ಮತ್ತು ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿಗಳ ಏಕ-ಪದರ ಎಂಡೋಥೀಲಿಯಲ್ ಕೋಶಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವರಿದಿರುವ ತೆಳುವಾದ ಬೇಸ್ಮೆಂಟ್ ಪೊರೆಯನ್ನು ಬೆಂಬಲಿಸುತ್ತದೆ). ಆದಾಗ್ಯೂ, ಅದರ ಒಟ್ಟು ದಪ್ಪವು ಮಿಲಿಮೀಟರ್ಗಿಂತ ಕಡಿಮೆಯಾಗಿದೆ. ಆದ್ದರಿಂದ, ನಮ್ಮ ದೇಹದಲ್ಲಿನ ಎಲ್ಲಾ ಅಂಶಗಳು ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳಿಂದ ಅಂಗಾಂಶಗಳಿಗೆ O2 ನ ವ್ಯಾಪನ ಮತ್ತು ಅಂಗಾಂಶಗಳಿಂದ ಅಲ್ವಿಯೋಲೈಗಳಿಗೆ CO2 ನ ವ್ಯಾಪನಕ್ಕೆ ಅನುಕೂಲಕರವಾಗಿವೆ.

ಚಿತ್ರ 17.4 ಫುಪ್ಪುಸದ ಕ್ಯಾಪಿಲ್ಲರಿಯೊಂದಿಗೆ ಅಲ್ವಿಯೋಲಸ್ನ ಒಂದು ವಿಭಾಗದ ರೇಖಾಚಿತ್ರ.

17.4 ಅನಿಲಗಳ ಸಾಗಣೆ

O2 ಮತ್ತು CO2 ಗಳ ಸಾಗಣೆಯ ಮಾಧ್ಯಮವು ರಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಸುಮಾರು 97 ಪ್ರತಿಶತ O2 ಅನ್ನು ರಕ್ತದಲ್ಲಿ RBC ಗಳು ಸಾಗಿಸುತ್ತವೆ. ಉಳಿದ 3 ಪ್ರತಿಶತ O2 ಅನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದ ಮೂಲಕ ದ್ರವೀಕೃತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸುಮಾರು 20-25 ಪ್ರತಿಶತ CO2 ಅನ್ನು RBC ಗಳು ಸಾಗಿಸುತ್ತವೆ ಆದರೆ ಅದರ 70 ಪ್ರತಿಶತವನ್ನು ಬೈಕಾರ್ಬನೇಟ್ ಆಗಿ ಸಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸುಮಾರು 7 ಪ್ರತಿಶತ CO2 ಅನ್ನು ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದ ಮೂಲಕ ದ್ರವೀಕೃತ ಸ್ಥಿತಿಯಲ್ಲಿ ಸಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ.

17.4.1 ಆಮ್ಲಜನಕದ ಸಾಗಣೆ

ಹೀಮೋಗ್ಲೋಬಿನ್ RBC ಗಳಲ್ಲಿ ಇರುವ ಕೆಂಪು ಬಣ್ಣದ ಕಬ್ಬಿಣಯುಕ್ತ ವರ್ಣದ್ರವ್ಯವಾಗಿದೆ. O2 ಹೀಮೋಗ್ಲೋಬಿನ್ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತ್ಯೇಕಿಸಬಹುದಾದ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಬಂಧಿಸಿ ಆಕ್ಸಿಹೀಮೋಗ್ಲೋಬಿನ್ ಅನ್ನು ರೂಪಿಸಬಹುದು. ಪ್ರತಿ ಹೀಮೋಗ್ಲೋಬಿನ್ ಅಣುವು ಗರಿಷ್ಠ ನಾಲ್ಕು O2 ಅಣುಗಳನ್ನು ಸಾಗಿಸಬಲ್ಲದು. ಆಮ್ಲಜನಕವು ಹೀಮೋಗ್ಲೋಬಿನ್ನೊಂದಿಗೆ ಬಂಧಿಸುವಿಕೆಯು ಪ್ರಾಥಮಿಕವಾಗಿ O2 ನ ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದೆ. CO2 ನ ಭಾಗಶಃ ಒತ್ತಡ, ಹೈಡ್ರೋಜನ್ ಅಯಾನ್ ಸಾಂದ