गैसों का परिवहन

मानव शरीर में गैसों का परिवहन एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जिसमें फेफड़ों और ऊतकों के बीच ऑक्सीजन (O₂) और कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) की आवाजाही शामिल है। यह प्रक्रिया सेलुलर श्वसन और होमियोस्टेसिस को बनाए रखने के लिए आवश्यक है।

ऑक्सीजन परिवहन

• ऑक्सीजन स्रोत: ऑक्सीजन मुख्य रूप से श्वसन की प्रक्रिया के माध्यम से हवा से प्राप्त होती है।
• हीमोग्लोबिन से बंधन: फेफड़ों में, ऑक्सीजन रक्त में फैल जाती है और लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन (Hb) से बंध जाती है, जिससे ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनता है। हीमोग्लोबिन में ऑक्सीजन के लिए उच्च आत्मीयता होती है, जिससे यह बड़ी मात्रा में O₂ ले जा सकता है।
• परिवहन तंत्र: लगभग 98.5% ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन से बंधी हुई होती है, जबकि लगभग 1.5% प्लाज्मा में घुल जाती है।
• ऑक्सीजन रिलीज: ऊतकों में, ऑक्सीजन का कम आंशिक दबाव ऑक्सीहीमोग्लोबिन को सेलुलर उपयोग के लिए ऑक्सीजन छोड़ने का कारण बनता है।

कार्बन डाइऑक्साइड परिवहन

कार्बन डाइऑक्साइड उत्पादन: CO₂ कोशिकीय श्वसन के अपशिष्ट उत्पाद के रूप में निर्मित होता है।

• परिवहन रूप: कार्बन डाइऑक्साइड तीन रूपों में परिवहन किया जाता है:
• प्लाज्मा में घुला हुआ: CO₂ का लगभग 7-10% सीधे प्लाज्मा में घुल जाता है।
• हीमोग्लोबिन से बंधा हुआ: CO₂ का लगभग 20-25% हीमोग्लोबिन से बंधता है, जिससे कार्बामिनोहीमोग्लोबिन बनता है।
• बाइकार्बोनेट आयनों के रूप में: CO₂ का अधिकांश (लगभग 70%) एंजाइम कार्बोनिक एनहाइड्रेज़ की क्रिया के माध्यम से लाल रक्त कोशिकाओं में बाइकार्बोनेट आयनों (HCO₃⁻) में परिवर्तित हो जाता है। यह प्रतिक्रिया प्रोटॉन (H⁺) भी बनाती है, जो रक्त pH को बफर करने में मदद करती है।

श्वसन प्रणाली की भूमिका

एल्वेओली में गैस विनिमय: फेफड़ों के एल्वियोली में गैस विनिमय होता है, जहाँ ऑक्सीजन रक्त में प्रवेश करती है, और कार्बन डाइऑक्साइड रक्त से एल्वियोली में साँस छोड़ने के लिए छोड़ी जाती है।

आंशिक दबाव प्रवणता: गैसों की गति आंशिक दबावों में अंतर से प्रेरित होती है। ऑक्सीजन एल्वियोली में उच्च आंशिक दबाव वाले क्षेत्रों से रक्त में कम आंशिक दबाव की ओर जाती है, जबकि CO₂ रक्त (जहाँ इसका आंशिक दबाव अधिक होता है) से एल्वियोली की ओर जाती है।

परिवहन तंत्र

• प्रसार: गैस विनिमय की प्रक्रिया प्रसार पर निर्भर करती है, जहाँ गैसें उच्च सांद्रता वाले क्षेत्रों से कम सांद्रता वाले क्षेत्रों में जाती हैं।
• वेंटिलेशन और पर्फ्यूजन: गैस परिवहन की दक्षता उचित वेंटिलेशन (फेफड़ों में और बाहर वायु प्रवाह) और पर्फ्यूजन (एल्वियोली में रक्त प्रवाह) पर निर्भर करती है।

श्वास का विनियमन

• श्वसन दर और गहराई को मस्तिष्क स्टेम में मेडुला ऑबोंगटा द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जो रक्त गैस के स्तर (O₂ और CO₂) और रक्त pH में परिवर्तन पर प्रतिक्रिया करता है।
• शरीर में केमोरिसेप्टर CO₂ के स्तर की निगरानी करते हैं, और बढ़ी हुई CO₂ अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर निकालने के लिए श्वास दर में वृद्धि करती है।

चिकित्सीय ​​प्रासंगिकता

• अस्थमा, क्रॉनिक ऑब्सट्रक्टिव पल्मोनरी डिजीज (सीओपीडी) और निमोनिया जैसी स्थितियां गैस एक्सचेंज और परिवहन को प्रभावित कर सकती हैं।
• श्वसन और हृदय संबंधी विकारों के निदान और उपचार के लिए गैस परिवहन को समझना आवश्यक है।

अभ्यास प्रश्न

• लाल रक्त कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन द्वारा परिवहन की जाने वाली प्राथमिक गैस क्या है?
• उस प्रक्रिया का वर्णन करें जिसके द्वारा फेफड़ों से ऊतकों तक ऑक्सीजन का परिवहन किया जाता है।
• रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन किन तीन मुख्य रूपों में होता है?
• बताएँ कि एल्वियोली में गैस विनिमय कैसे होता है।
• गैसों के परिवहन में आंशिक दबाव की क्या भूमिका है?