શ્વસન શું છે?
શ્વસન એ એક મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા હવામાંથી ઓક્સિજન શોષાય છે (બાહ્ય શ્વસન) અને શરીરના તમામ કોષોમાં પરિવહન થાય છે, જ્યાં તેનો ઉપયોગ ઊર્જા (આંતરિક શ્વસન) પેદા કરવા માટે થાય છે. આ પાણી અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ ઉત્પન્ન કરે છે. બાદમાં ફેફસામાં શ્વાસ બહાર કાઢવા માટે હવામાં છોડવામાં આવે છે અને આમ શરીરમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે. પરંતુ માનવ શ્વસન કેવી રીતે વિગતવાર કામ કરે છે?
બાહ્ય શ્વસન
બાહ્ય શ્વસન (ફેફસાંનું શ્વસન) ફેફસાંમાં થાય છે. તે આપણે શ્વાસ લઈએ છીએ તે હવામાંથી ઓક્સિજન લેવાનો અને આપણે શ્વાસ લઈએ છીએ તે હવામાં કાર્બન ડાયોક્સાઇડ છોડવાનો ઉલ્લેખ કરે છે. સમગ્ર પ્રક્રિયા મગજમાં શ્વસન કેન્દ્ર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. વિગતવાર, બાહ્ય શ્વસન નીચે પ્રમાણે થાય છે:
ઓક્સિજન-સમૃદ્ધ શ્વાસની હવા મોં, નાક અને ગળા દ્વારા પવનની નળીમાં વહે છે, જ્યાં તેને હૂંફાળવામાં આવે છે, ભેજવાળી કરવામાં આવે છે અને તેના માર્ગે શુદ્ધ થાય છે. શ્વાસનળીમાંથી, તે બ્રોન્ચી અને તેમની નાની શાખાઓ, બ્રોન્ચિઓલ્સમાં ચાલુ રહે છે. શ્વાસનળીના અંતમાં, આપણે જે હવા શ્વાસ લઈએ છીએ તે આશરે 300 મિલિયન એર કોથળીઓ (એલ્વેઓલી) માં પ્રવેશે છે. આમાં ખૂબ જ પાતળી દિવાલો હોય છે અને તે ખૂબ જ ઝીણી રક્તવાહિનીઓ (રુધિરકેશિકાઓ) ના નેટવર્કથી ઘેરાયેલી હોય છે. આ તે છે જ્યાં ગેસ વિનિમય થાય છે:
હિમોગ્લોબિન લોહીના પ્રવાહ સાથે બંધાયેલા ઓક્સિજનને ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે જરૂરી એવા તમામ અવયવો અને કોષો સુધી પહોંચાડે છે.
આકસ્મિક રીતે, એલ્વિઓલીનો સપાટી વિસ્તાર, જેના દ્વારા ગેસનું વિનિમય થાય છે, તે કુલ 50 થી 100 ચોરસ મીટર વિસ્તારને આવરી લે છે. જે શરીરના સપાટી વિસ્તાર કરતા લગભગ પચાસ ગણું વધારે છે.
આંતરિક શ્વસન
આંતરિક શ્વસનને પેશી શ્વસન અથવા સેલ્યુલર શ્વસન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. તે જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરે છે જેના દ્વારા પદાર્થોમાં સંગ્રહિત ઊર્જાને મુક્ત કરવા અને તેને એટીપી (એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ)ના રૂપમાં ઉપયોગમાં લેવા યોગ્ય બનાવવા માટે ઓક્સિજનની મદદથી કાર્બનિક પદાર્થોમાં ફેરફાર (ઓક્સિડાઇઝ્ડ) થાય છે. એટીપી એ કોષોમાં ઊર્જા સંગ્રહનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ સ્વરૂપ છે.
આંતરિક શ્વસન દરમિયાન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કચરાના ઉત્પાદન તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. તે લોહીમાંથી ફેફસામાં લઈ જવામાં આવે છે અને ત્યાં (બાહ્ય શ્વસનના ભાગરૂપે) શ્વાસ બહાર કાઢવામાં આવે છે.
શ્વસન સ્નાયુઓ
હવાને શ્વાસમાં લેવા અને બહાર કાઢવા માટે શરીરને શ્વસન સ્નાયુઓની જરૂર છે. આરામના શ્વાસ દરમિયાન, જે સામાન્ય રીતે છાતીમાં શ્વાસ લેવામાં આવે છે, ડાયાફ્રેમ એ શ્વાસ લેવા માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ સ્નાયુ છે. ત્રણ પાંસળી-લિફ્ટિંગ સ્નાયુઓ, જે સર્વાઇકલ વર્ટીબ્રે સાથે જોડાયેલા છે, તે પણ મદદ કરે છે. ઇન્ટરકોસ્ટલ સ્નાયુઓ ફક્ત આરામના શ્વાસ દરમિયાન છાતીની દિવાલને સ્થિર કરવા માટે સેવા આપે છે.
હિમોગ્લોબિન લોહીના પ્રવાહ સાથે બંધાયેલા ઓક્સિજનને ઊર્જા ઉત્પન્ન કરવા માટે જરૂરી એવા તમામ અવયવો અને કોષો સુધી પહોંચાડે છે.
આકસ્મિક રીતે, એલ્વિઓલીનો સપાટી વિસ્તાર, જેના દ્વારા ગેસનું વિનિમય થાય છે, તે કુલ 50 થી 100 ચોરસ મીટર વિસ્તારને આવરી લે છે. જે શરીરના સપાટી વિસ્તાર કરતા લગભગ પચાસ ગણું વધારે છે.
આંતરિક શ્વસન
આંતરિક શ્વસનને પેશી શ્વસન અથવા સેલ્યુલર શ્વસન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે. તે જૈવરાસાયણિક પ્રક્રિયાનું વર્ણન કરે છે જેના દ્વારા પદાર્થોમાં સંગ્રહિત ઊર્જાને મુક્ત કરવા અને તેને એટીપી (એડેનોસિન ટ્રાઇફોસ્ફેટ)ના રૂપમાં ઉપયોગમાં લેવા યોગ્ય બનાવવા માટે ઓક્સિજનની મદદથી કાર્બનિક પદાર્થોમાં ફેરફાર (ઓક્સિડાઇઝ્ડ) થાય છે. એટીપી એ કોષોમાં ઊર્જા સંગ્રહનું સૌથી મહત્વપૂર્ણ સ્વરૂપ છે.
આંતરિક શ્વસન દરમિયાન, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ કચરાના ઉત્પાદન તરીકે ઉત્પન્ન થાય છે. તે લોહીમાંથી ફેફસામાં લઈ જવામાં આવે છે અને ત્યાં (બાહ્ય શ્વસનના ભાગરૂપે) શ્વાસ બહાર કાઢવામાં આવે છે.
શ્વસન સ્નાયુઓ
હવાને શ્વાસમાં લેવા અને બહાર કાઢવા માટે શરીરને શ્વસન સ્નાયુઓની જરૂર છે. આરામના શ્વાસ દરમિયાન, જે સામાન્ય રીતે છાતીમાં શ્વાસ લેવામાં આવે છે, ડાયાફ્રેમ એ શ્વાસ લેવા માટે સૌથી મહત્વપૂર્ણ સ્નાયુ છે. ત્રણ પાંસળી-લિફ્ટિંગ સ્નાયુઓ, જે સર્વાઇકલ વર્ટીબ્રે સાથે જોડાયેલા છે, તે પણ મદદ કરે છે. ઇન્ટરકોસ્ટલ સ્નાયુઓ ફક્ત આરામના શ્વાસ દરમિયાન છાતીની દિવાલને સ્થિર કરવા માટે સેવા આપે છે.
જો કોઈ વ્યક્તિને લાગે છે કે તેને પૂરતી હવા નથી મળી રહી, તો તેને શ્વાસ લેવામાં તકલીફ અથવા ડિસપેનિયા કહેવામાં આવે છે. અસરગ્રસ્ત લોકો ઘણીવાર ઝડપથી અને છીછરા શ્વાસ લઈને (હાયપરવેન્ટિલેશન) અથવા વધુ ઊંડો શ્વાસ લઈને તેમની ઓક્સિજનની જરૂરિયાતોને આવરી લેવાનો પ્રયાસ કરે છે.
ડિસ્પેનિયાના ઘણા સંભવિત કારણો છે. કેટલીકવાર તે અસ્થમા, COPD, ન્યુમોનિયા અથવા પલ્મોનરી એમબોલિઝમ જેવા ફેફસાના રોગને કારણે થાય છે. હાર્ટ ફેલ્યોર અથવા હાર્ટ એટેક જેવા હૃદય રોગ પણ શ્વાસ લેવામાં તકલીફ પેદા કરી શકે છે. અન્ય કિસ્સાઓમાં, છાતીની ઇજાઓ (જેમ કે પાંસળીના અસ્થિભંગ), સિસ્ટિક ફાઇબ્રોસિસ, એલર્જીક પ્રતિક્રિયાઓ અથવા શ્વસન ચેપ (જેમ કે ડિપ્થેરિયા) કારણ છે. છેલ્લે, સાયકોજેનિક ડિસ્પેનિયા પણ છે: અહીં, શ્વાસની તકલીફ તણાવ, ડિપ્રેશન અથવા ગભરાટના વિકારને કારણે થાય છે, ઉદાહરણ તરીકે.
જો શ્વસનતંત્રમાં અવ્યવસ્થાના પરિણામે લોહીમાં ઓક્સિજનનું પ્રમાણ ઘટી જાય, તો તેને હાયપોક્સિયા કહેવામાં આવે છે. જ્યારે શ્વાસ સંપૂર્ણપણે બંધ થઈ જાય છે ત્યારે તે ઝડપથી જીવલેણ બની જાય છે (એપનિયા): ઓક્સિજન વિના લગભગ ચાર મિનિટ પછી, મગજના કોષો મૃત્યુ પામે છે, જે મગજને નુકસાન અને અંતે મૃત્યુ તરફ દોરી જાય છે.
