गैस एक्सचेंज - सत्र 2

हमने अध्ययन किया है कि cartilage rings श्वसन तंत्र के विशेष भागों में पाए जाते हैं। इन cartilage rings का कार्य क्या है?। cartilage rings hyaline cartilage से बने होते हैं। Hyalin cartilage एक प्रकार की उपास्थि है जो कठोर और कुछ हद तक लचीली होती है। अनुप्रस्थ काट में देखने पर Cartilage rings अक्षर-C के आकार के होते हैं। यह आकार संरचनात्मक समर्थन प्रदान करता है, साथ ही आसपास की संरचनाओं की गति को भी समायोजित करता है।

Cartilage rings श्वासनली और श्वसनी में पाए जाते हैं। cartilage rings पीछे की ओर अधूरे हैं, जिसका अर्थ है कि C आकार के सिरे वायुमार्ग के पीछे की ओर नहीं मिलते हैं। इसके बजाय, वे चिकनी मांसपेशी के एक बैंड से जुड़े होते हैं जिसे ट्रेकियलिस मांसपेशी कहा जाता है। यह व्यवस्था सांस लेने और निगलने के दौरान वायुमार्ग के लचीलेपन और विस्तार की अनुमति देती है।

cartilage rings का प्राथमिक कार्य वायुमार्ग का खुलापन बनाए रखना है। ये छल्ले श्वासनली और श्वसनी को ढहने से रोकते हैं। वे यह सुनिश्चित करते हैं कि फेफड़ों से हवा के आने-जाने के लिए ये वायुमार्ग खुले रहें। जबकि cartilage rings वायुमार्ग को स्थिरता और समर्थन प्रदान करते हैं, उनका अधूरा डिज़ाइन कुछ हद तक लचीलेपन और गति की अनुमति देता है। यह लचीलापन निगलने जैसी क्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है। निगलने के दौरान, भोजन को ग्रासनली से गुजरने के लिए श्वासनली और श्वसनी को अपनी स्थिति को थोड़ा समायोजित करने की आवश्यकता हो सकती है।

चिकनी मांसपेशियां संपूर्ण श्वसन तंत्र में पाई जाती हैं। वे श्वसनी और श्वसनिकाओं की दीवारों में प्रचुर मात्रा में पाए जाते हैं। जब श्वसनी और श्वसनिकाओं की दीवारों में चिकनी मांसपेशियां सिकुड़ती हैं, तो वे वायुमार्ग के व्यास को कम कर देती हैं। वायुमार्ग के इस संकुचन को bronchoconstriction के रूप में जाना जाता है।

bronchoconstriction से वायुमार्ग का व्यास कम हो जाता है, जिससे वायुप्रवाह में प्रतिरोध बढ़ जाता है। परिणामस्वरूप, संकुचित वायुमार्ग से कम हवा गुजर पाती है, जिसके परिणामस्वरूप फेफड़ों में आने-जाने वाली हवा का प्रवाह कम हो जाता है। एलर्जी प्रतिक्रियाओं या श्वसन संक्रमण के दौरान जारी पदार्थ bronchoconstriction को ट्रिगर कर सकते हैं। एलर्जी, प्रदूषण, धुआं या अन्य उत्तेजक पदार्थों के संपर्क में आने से भी सुरक्षात्मक प्रतिक्रिया के रूप में bronchoconstriction उत्पन्न हो सकता है।

bronchodilation तब होता है जब वायुमार्ग की चिकनी मांसपेशियां शिथिल हो जाती हैं। bronchodilation के कारण वायुमार्ग चौड़ा हो जाता है, जिससे वायुप्रवाह का प्रतिरोध कम हो जाता है। इससे फेफड़ों के अंदर और बाहर हवा का प्रवाह बढ़ जाता है, जिससे वेंटिलेशन में सुविधा होती है। कॉर्टिकोस्टेरॉइड्स जैसी सूजनरोधी दवाएं भी चिकनी मांसपेशियों को आराम देने और सूजन को कम करके वायुमार्ग को फैलाने में मदद कर सकती हैं।

Elastic fibers श्वसन तंत्र के संयोजी ऊतकों में पाए जाते हैं, जिनमें श्वासनली, श्वसनी, श्वसनिका और एल्वियोली की दीवारें शामिल हैं। Elastic fibers मुख्य रूप से इलास्टिन प्रोटीन से बने होते हैं, जो उन्हें लोच और लचीलापन प्रदान करता है। ये तंतु एक नेटवर्क में व्यवस्थित होते हैं जो उन्हें फैलने और पीछे हटने की अनुमति देता है, जिससे श्वसन प्रणाली को संरचनात्मक सहायता मिलती है। Elastic fibers संरचनात्मक समर्थन प्रदान करके वायुमार्ग के खुलेपन को बनाए रखने में मदद करते हैं। वे साँस लेते समय खिंचाव के बाद पीछे हटकर साँस छोड़ते समय वायुमार्ग के ढहने को रोकते हैं।

वायुकोशीय दीवारों में Elastic fibers फेफड़ों के पीछे हटने में योगदान करते हैं। फेफड़ों से वायु के निष्क्रिय निष्कासन के लिए फेफड़ों का पीछे हटना आवश्यक है। साँस लेने के दौरान, फेफड़ों के विस्तार से लोचदार तंतु खिंचते हैं, जिससे संभावित ऊर्जा संग्रहित होती है। साँस छोड़ते समय, ये तंतु पीछे हटते हैं, जिससे हवा को फेफड़ों से बाहर निकालने में मदद मिलती है।

Ciliated epithelium स्तम्भाकार या छद्मस्तरित स्तम्भाकार उपकला कोशिकाओं से बनी होती है। ये कोशिकाएँ लम्बी और एक दूसरे से सटी हुई होती हैं। वे एक सतत परत बनाते हैं जो श्वसन पथ की सतह पर फैली होती है। Ciliated epithelium नाक गुहा, श्वासनली, श्वसनी और बड़ी श्वसनिकाओं में पाई जाती है।

ciliated epithelium की परिभाषित विशेषता असंख्य सूक्ष्म बाल जैसी संरचनाओं की उपस्थिति है जिन्हें cilia कहा जाता है। Cilia उपकला कोशिकाओं की शीर्ष सतह पर पाए जाते हैं। प्रत्येक cilium कोशिका झिल्ली का एक पतला, गतिशील विस्तार है। यह नौ और दो के पैटर्न में व्यवस्थित सूक्ष्मनलिकाओं से बना है। यह व्यवस्था एक केन्द्रीय जोड़ी के चारों ओर स्थित नौ जोड़ी सूक्ष्मनलिकाओं को संदर्भित करती है। इससे संरचनात्मक सहायता मिलती है और समन्वित गति संभव होती है।

ciliated epithelium का प्राथमिक कार्य बलगम और फंसे हुए कणों को वायुमार्ग से बाहर निकालने में सहायता करना है। ciliated epithelium श्वसन पथ को हानिकारक पदार्थों, जैसे बैक्टीरिया, वायरस और श्वास के माध्यम से अंदर जाने वाले मलबे से बचाने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। cilia की निरंतर गति इन कणों को वायुमार्ग से बाहर निकालने में मदद करती है। ciliated epithelium द्वारा ली गई हवा के आर्द्रीकरण और निस्पंदन में योगदान देती है। जब वायु श्वसन उपकला की नम सतह से होकर गुजरती है, तो वह नमी ग्रहण कर लेती है और कणिकामय पदार्थ को छान लेती है। इससे फेफड़ों को आर्द्र और स्वच्छ हवा मिलती है।

Goblet cells आमतौर पर कुप्पी के आकार की या स्तंभाकार संरचना वाली होती हैं। Goblet cells मुख्य रूप से नाक गुहा, श्वासनली, श्वसनी और बड़ी श्वसनिकाओं की उपकला परत में पाई जाती हैं। श्वसन तंत्र में goblet cells का प्राथमिक कार्य बलगम का उत्पादन और स्रावण करना है। बलगम एक चिपचिपा, जेल जैसा पदार्थ है जो पानी, आयनों, प्रोटीन और mucins से बना होता है। Mucins goblet cells द्वारा उत्पादित ग्लाइकोप्रोटीन हैं।

बलगम कई महत्वपूर्ण भूमिकाएं निभाता है, जिसमें सांस के साथ अंदर आने वाले कणों, जैसे धूल, पराग और रोगाणुओं को वायुमार्ग से रोकना और निकालना शामिल है। यह हवा को नम और नमीयुक्त बनाने में भी मदद करता है। यह श्वसन पथ की नाजुक उपकला कोशिकाओं को सूखने से बचाता है। goblet cells द्वारा उत्पादित बलगम, समीपस्थ रोमक उपकला कोशिकाओं के cilia के साथ मिलकर म्यूकोसिलियरी एस्केलेटर का निर्माण करता है। यह तंत्र बलगम और फंसे हुए कणों को वायुमार्ग से बाहर निकालने में सहायक होता है। cilia की समन्वित धड़कन बलगम की परत को गले की ओर ऊपर की ओर धकेलती है, जहां इसे निगला जा सकता है या थूका जा सकता है।

Squamous epithelial cells पतली और चपटी होती हैं। वे अनियमित आकार की टाइलों या तराजू जैसे दिखते हैं। ये कोशिकाएँ एक दूसरे से बहुत करीब होती हैं तथा इनके बीच अंतरकोशिकीय पदार्थ बहुत कम होता है। Squamous epithelial cells में केन्द्रक स्थित होता है, जो कोशिका के पतले होने के कारण चपटा दिखाई दे सकता है। Squamous epithelium विशेष रूप से फेफड़ों की एल्वियोली में पाया जाता है। एल्वियोली में squamous epithelium का मुख्य कार्य फेफड़ों और रक्तप्रवाह के बीच गैस विनिमय को सुगम बनाना है।

फुफ्फुसीय केशिकाएं एल्वियोली को घेरती हैं। वायुकोषों में, साँस द्वारा ली गई हवा से ऑक्सीजन के अणु, वायुकोष की दीवारों पर मौजूद नमी की पतली परत में घुल जाते हैं। इससे एल्वियोली में ऑक्सीजन की उच्च सांद्रता पैदा होती है। फुफ्फुसीय धमनियों से ऑक्सीजन रहित रक्त को एल्वियोली के आसपास स्थित फुफ्फुसीय केशिकाओं में पंप किया जाता है। रक्त इन केशिकाओं के माध्यम से वायुकोशीय दीवारों के निकट बहता है।

सांद्रता प्रवणता के कारण, ऑक्सीजन अणु एल्वियोली से एल्वियोलर झिल्ली के पार रक्तप्रवाह में फैल जाते हैं। ऑक्सीजन के अणु सरल विसरण द्वारा उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से निम्न सांद्रता वाले क्षेत्र की ओर गति करते हैं। रक्तप्रवाह में पहुंचने के बाद, ऑक्सीजन अणु लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन अणुओं से बंध जाते हैं, तथा ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाते हैं। यह ऑक्सीजन युक्त रक्त फिर फुफ्फुसीय शिराओं द्वारा फेफड़ों से बाहर ले जाया जाता है और शरीर के ऊतकों में वितरित किया जाता है।

शरीर के ऊतकों से लौटने वाले ऑक्सीजन रहित रक्त में कोशिकीय चयापचय के अपशिष्ट उत्पाद के रूप में कार्बन डाइऑक्साइड की उच्च मात्रा होती है। यह रक्त एल्वियोली के आसपास स्थित फुफ्फुस केशिकाओं में पंप किया जाता है। कार्बन डाइऑक्साइड रक्तप्रवाह से वायुकोशीय झिल्ली के पार होकर वायुकोशों में फैल जाती है। एक बार वायुकोषों में पहुंचने के बाद, वायुकोषों में शेष बची हवा के साथ कार्बन डाइऑक्साइड भी श्वसन के दौरान फेफड़ों से बाहर निकल जाती है।