मानव श्वसन तंत्र और श्वास की क्रियाविधि (Human Respiratory System & Mechanism of Breathing)
Respiration
श्वसन (Respiration) → यह एक भौतिक-रासायनिक प्रक्रिया (Physicochemical process) है, जिसमें श्वसन अंगो द्वारा वायुमंडलीय O2 अंदर प्रवेश होता है और कोशिकाओं में ऑक्सीकरण प्रक्रिया द्वारा CO2 और ऊर्जा मुक्त होता है।
श्वासन (Breathing) → वायुमंडलीय हवा का फेफड़ों द्वारा अंदर लेने और बाहर छोड़ने की प्रक्रिया को श्वासन कहते हैं।
वायुमंडल ₂ CO+other gases of air ₂ O+other gases of air
श्वसन अंग
(Respiratory Organ)
सीलेन्ट्रेटा चपटेकृमि स्पंज पूरे शरीर की सतह से
केंचुए मेंढ़क आर्द्र (Moist) क्यूटिकल
आर्थ्रोपोडा मोलस्का टेडपोल मछली क्लोम (Gills)
मकड़ी बिच्छू Book lungs (पुस्तक फेफड़े )
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पुस्तक क्लोम (Book gills) - लीमुलस (किंग क्रैब)
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ट्रैकियल ट्यूब - तिलचट्टा
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ट्यूब फीट (Tube feet) - इकाइनोडर्मेटा
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फेफड़ा (Lungs) - एम्फीबिया, रेप्टिलिया, एविस , मैमेलिया
मानव श्वसन तंत्र
(Human Respiratory System)
मनुष्यो में One Pair External Nostril होते हैं। ये नासा मार्ग (Nasopharynx) द्वारा Nasal Chamber में खुलता है। Nasal Chamber Pharynx में खुलते हैं। Pharynx Food & Air दोनों के लिए common रास्ता होता है। Pharynx Larynx से होते हुए Trachea में खुलती है।
कंठ (Larynx) - ध्वनि Produce में मदद करती है। इसलिए इसे Sound Box भी कहा जाता है। जब भोजन निगलते हैं उस समय Glottis एपिग्लॉटिस से ढक जाती है। जिसके वजह से भोजन Pharynx से Larynx में प्रवेश नहीं कर पाती है।
फेफड़ा (Lungs) - Bronchus, Bronchiole & Alveoli का शाखित जाल Lungs की रचना करते हैं। हमें One Pair Lungs होते हैं। जो की double layer of pleural membrane से ढके होते हैं। दोनों layer के बीच में Pleural fluid भरा रहता है। Lungs Thoracic cavity में स्थित होते है।
वायुनली (Trachea) - एक सीधी नलिका है जो Thoracic Cavity के मध्य तक 5th Thoracic Vertebra तक जाकर Right & Left दो Primary Bronchus में विभाजित होती है। फिर प्रत्येक Bronchus कई बार विभजित होकर Secondary एवं Tertiary level की Bronchus, Bronchiole में समाप्त होती है। प्रत्येक Bronchiole पतली अनियमित भित्ति युक्त Alveoli में खुलती है।
वक्ष गुहा (Thoracic cavity) - पीछे से Vertebral column, आगे से Sternum, बगल से Ribs और नीचे से Diaphragm द्वारा बना होता है।
External Nostril (बाह्य नासाद्वार) Internal Nostril (आंतरिक नासाद्वार) Nasal Cavity (नासागुहा) Pharynx (ग्रसनी) Epiglottis (कंठच्छद) Glottis (उपजिह्वा) Larynx (कंठ) Trachea (वायुनली) C-Shape Hyalin Cartilage Bronchus (श्वसनी) Alveoli (वायुकोष्ठिका) Bronchiole (सूक्ष्मश्वसनली) Lungs (फेफड़ा) Diaphragm (मध्यपट) Pleural membrane (फुफ्फुसझिल्ली) Cut end of ribs (पसलियों का कटान)
श्वसन के चरण
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श्वसन में वायुमंडलीय वायू अंदर खींची जाती है और CO₂ से भरपूर Alveolar हवा को बाहर मुक्त किया जाता है।
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Alveolar membrane के आर-पार blood द्वारा O₂ और CO₂ का विसरण।
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Blood द्वारा गैसों का परिवहन।
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Blood और Tissue के बीच O₂ और CO₂ का विसरण।
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Metabolic Activity के लिए cells के द्वारा O₂ का उपयोग और उसके फलस्वरूप CO₂ का उत्पन्न होना।
(External Respiration) Exchange of gases b/w lungs & Blood vessels बाह्य श्वसन (Internal Respiration) Exchange of gases b/w Blood vessels & Tissue आंतरिक श्वसन वायुमंडल वायु ₂ O ₂ O ₂ O ₂ CO ₂ CO ₂ CO रक्त नलिकाओं द्वारा O₂ तथा CO₂ का संचार (Tissue) ऊत्तक ग्लूकोज + O₂ CO₂ + H₂O + ATP
श्वसन की क्रियाविधि
(Mechanism of Breathing)
श्वासन (Breathing) के निम्न दो चरण हैं -
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अंतःश्वासन (Inspiration)
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निःश्वासन (Expiration)
Inspiration में वायुमंडलीय वायु को अंदर खींचा जाता है और Expiration में फुफ्फुसी वायु को बाहर मुक्त किया जाता है।
अंतःश्वसन (Inhalation)
जब फेफड़ो और वायुमंडल के बीच दाब प्रवणता (Pressure Gradient) निर्मित होती है तो वायुमंडलीय वायु फेफड़ो के अंदर प्रवेश करती है।
जब वायुमंडलीय दाब से फेफड़ो की वायु का दाब कम हो तभी Inhalation हो सकता है।
डायाफ्राम वक्ष गुहा (Thoracic Cavity) और उदर गुहा (Abdominal Cavity) के बीच स्थित होती है जो कंकाल पेशियों (Skeletal Muscles) से बनी होती है और हमारे श्वसन क्रिया में मदद करती है।
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Inhalation में डायाफ्राम संकुचित (Contracted) होती है जो antero-posterior axis में Thoracic Cavity का आयतन बढ़ा देता है।
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Intercostal Muscles का Contraction, Ribs और Sternum को ऊपर उठा देता है, जिससे dorso-ventral axis में Thoracic cavity का आयतन बढ़ता है।
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जिससे Lungs के आयतन में समान वृद्धि होती है, जिससे फुफ्फुसी दाब वायुमंडलीय दाब से कम हो जाती है और बाहर की वायु बलपूर्वक Lungs में प्रवेश कर जाती है, Inhalation की क्रिया होती है।
वायु का Lungs में प्रेवश Ribs और Sternum का फैलना पसली पिंजरा (Ribs Cage ) Thorax के आयतन में वृद्धि संकुचित होता हुआ Diaphragm
निःश्वसन (Exhalation)
जब फुफ्फुसी दाब वायुमंडलीय दाब से अधिक होता है तभी Exhalation हो सकता है।
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डायाफ्राम और Intercostal muscles का शिथिलन (relaxation) डायाफ्राम और Sternum को उनके सामान्य स्थान पर वापस क्र देता है और वृक्षीय आयतन को घटाता है
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जिससे फुफ्फुसी आयतन भी घट जाता है, जिससे Lungs का फुफ्फुसी दाब वायुमंडलीय दाब से थोड़ा अधिक हो जाता है,
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जिससे Lungs की हवा बाहर निकल जाती है, जिससे Exhalation की क्रिया होती है।
Abdominal muscles की मदद से Inhalation और Exhalation की क्षमता को बढ़ाया जा सकता है।
एक स्वस्थ्य मनुष्य एक मिनट में लगभग 12 -16 बार श्वसन करता है। श्वसन को स्पाइरोमीटर से मापा जाता है।
वायु का Lungs से बाहर निकना Ribs और Sternum अपने मूल स्थान पर वापस लौटना Thorax के आयतन में कमी डायाफ्राम शिथिल (Relaxed) एवं Arched ऊपरिगमन (Upwards)