ಉಸಿರೇರ‍್ಪಾಟಿನ ಸರಣಿಯನ್ನು ಮುಂದುವರೆಸುತ್ತಾ, ಈ ಕಂತಿನಲ್ಲಿ ಉಸಿರಾಟದ ಉಸಿರಿಯರಿಮೆಯ (physiology) ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿಸಿಕೊಡಲಾಗುವುದು.
ಉಸಿರಾಡುವ ಹಮ್ಮುಗೆಯನ್ನು ಮೂರು ಹಂತಗಳಾಗಿ ಗುಂಪಿಸಬಹುದಾಗಿದೆ.
1) ಉಸಿರುಚೀಲದ ಗಾಳಿಯಾಟ (pulmonary ventilation)
2) ಹೊರ ಉಸಿರಾಟ (external respiration)
3) ಒಳ ಉಸಿರಾಟ (internal respiration)
ಉಸಿರುಚೀಲದ ಗಾಳಿಯಾಟ (pulmonary ventilation)
ಗಾಳಿಯನ್ನು ಉಸಿರುಚೀಲದ ಒಳ-ಹೊರಗೆ ಸಾಗಿಸುವ ಹಮ್ಮುಗೆಯನ್ನು ಉಸಿರುಚೀಲದ ಗಾಳಿಯಾಟ (pulmonary ventilation) ಎಂದು ಹೇಳಬಹುದು. ಕಳೆಯೊತ್ತಡ (negative pressure) ಹಾಗು ಉಸಿರೇರ‍್ಪಾಟಿನ ಕಂಡಗಳ (respiratory muscles) ಕುಗ್ಗಿಸುವಿಕೆಯು ಜೊತೆಗೂಡಿ ಉಸಿರುಚೀಲದ ಗಾಳಿಯಾಟವನ್ನು ನೆರವೇರಿಸುತ್ತವೆ. ಉಸಿರೇರ‍್ಪಾಟಿನ ಕಳೆಯೊತ್ತಡದ ಏರ‍್ಪಾಟು (negative pressure system), ಗಾಳಿಗೂಡುಗಳು (alveoli) ಹಾಗು ಹೊರಗಿನ ವಾತಾವರಣದ ನಡುವೆ ಕಳೆಯೊತ್ತಡದ ಏರುಪೇರನ್ನು (negative pressure gradient) ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ. ಅಂದರೆ ಗಾಳಿಯು ಒಳಗೆ ಹೋಗಲು ಅನುವಾಗುವಂತೆ ಮಯ್ಯೊಳಗೆ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಈ ಬಾಗಗಳು ಉಂಟುಮಾಡುತ್ತವೆ. ಈ ಮೂಲಕ ಹೊರಗಿನ ವಾತಾವರಣದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಒತ್ತಡ ಮತ್ತು ಮಯ್ಯೊಳಗೆ ಕಡಿಮೆ ಒತ್ತಡ ಉಂಟಾಗುವುದರಿಂದ ಗಾಳಿಯು ಹೊರಗಿನಿಂದ ಮಯ್ಯೊಳಗೆ ಎಳೆಯಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.
ಉಸಿರುಚೀಲಗಳನ್ನು (lungs) ಸುತ್ತುವರೆದಿರುವ ಅಳ್ಳೆಪರೆಯು (pleural membrane), ದಣಿವಾಗದ (resting state) ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುವಾಗ ಉಸಿರುಚೀಲದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೊರಗಿನ ವಾತಾವರಣಕ್ಕಿಂತ ಸ್ವಲ್ಪ ಕೆಳಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಇಡುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ಗಾಳಿಗೂಡಿನ (alveoli) ಕಡೆ ವಾಲುವ ಕೆಳ-ಒತ್ತಡದ ಏರುಪೇರು, ಹೊರಗಿನ ಗಾಳಿಯು ಚುರುಕಲ್ಲದ (passive) ಬಗೆಯಲ್ಲಿ ಉಸಿರುಚೀಲವನ್ನು ತುಂಬಿಕೊಳ್ಳುವಂತೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯು ಉಸಿರುಚೀಲವನ್ನು ತುಂಬಿಕೊಳ್ಳುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಒತ್ತಡವು ಹೊರಗಿನ ವಾತಾವರಣಕ್ಕೆ ಸಮನಾಗಿ ಏರುತ್ತದೆ.
ಉಸಿರುಚೀಲದ ಒತ್ತಡವು ಹೊರಗಿನ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ತಲುಪಿದ ಮೇಲೆ, ತೊಗಲ್ಪರೆ (diaphragm) ಹಾಗು ಹೊರಗಿನ ಪಕ್ಕೆಲುನಡು ಕಂಡಗಳ (external intercostals muscles) ಕುಗ್ಗಿಸುವಿಕೆಯಿಂದ ಹಿಗ್ಗುವ ಎದೆಯೊಳಗಿನ ಗಾತ್ರವು ಮತ್ತಶ್ಟು ಗಾಳಿಯನ್ನು ಎಳೆದುಕೊಳ್ಳಲು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ. ಇದು ಮತ್ತೆ ಉಸಿರುಚೀಲದ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೊರಗಿನ ಒತ್ತಡಕ್ಕಿಂತ ಕೆಳಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಮುಟ್ಟಿಸುತ್ತದೆ.
ಗಾಳಿಯನ್ನು ಉಸಿರುಚೀಲದಿಂದ ಹೊರಹಾಕಲು, ತೊಗಲ್ಪರೆ ಹಾಗು ಹೊರ ಪಕ್ಕೆಲುನಡು ಕಂಡಗಳು ಸಡಿಲಗೊಂಡರೆ, ಒಳ ಪಕ್ಕೆಲುನಡು ಕಂಡಗಳು (internal intercostal muscles) ಕುಗ್ಗುತ್ತವೆ. ಇದು ಎದೆಯ ಗಾತ್ರವನ್ನು ಕುಗ್ಗಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ ಎದೆಗೂಡಿನೊಳಗಿನ ಒತ್ತಡವನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುತ್ತದೆ.
ಈ ಬಗೆಯಾಗಿ ಕಳೆಯೊತ್ತಡದ ಏರುಪೇರು ತಿರುವು-ಮುರುವಾಗಿ (reverse), ಉಸಿರುಚೀಲದೊಳಗಿನ ಒತ್ತಡವು ಹೊರಗಿನ ಒತ್ತಡದ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಇಳಿಯುವ ತನಕ ಉಸಿರನ್ನು ಉಸಿರುಚೀಲದಿಂದ ಹೊರಹಾಕಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಹಂತದಲ್ಲಿ ಹಿಂಪುಟಿತನವನ್ನು (elastic nature) ಹೊಂದಿರುವ ಉಸಿರುಚೀಲಗಳು ತಮ್ಮ ಸಾಮಾನ್ಯ ಮಟ್ಟಕ್ಕೆ ಮರಳುತ್ತವೆ. ಇದು ಉಸಿರನ್ನು ಎಳೆದುಕೊಳ್ಳಲು ಬೇಕಾದ ಕಳೆಯೊತ್ತಡ ಏರುಪೇರಿಗೆ ಹಿಂದಿರುಗಲು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ.
ಉಸಿರಾಟದ ಮೇಲ್ನೋಟ:
ಹೊರ ಉಸಿರಾಟ (external respiration) (ಚಿತ್ರ 2, 3, 4)
ಗಾಳಿ ತುಂಬಿದ ಗಾಳಿಗೂಡು ಹಾಗು ಗಾಳಿಗೂಡುಗಳ ಸುತ್ತಲೂ ಇರುವ ನವಿರುರಕ್ತಗೊಳವೆಗಳ ನಡುವೆ ನಡೆಯುವ ಆವಿಗಳ ಅದಲು-ಬದಲಿಕೆಯನ್ನು ಹೊರ ಉಸಿರಾಟ (external respiration) ಎನ್ನಬಹುದು. ನವಿರುರಕ್ತಗೊಳವೆಗಳಲ್ಲಿರುವ ರಕ್ತಕ್ಕೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ, ಉಸಿರುಚೀಲವನ್ನು ಹೊಕ್ಕುವ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಉಸಿರುಗಾಳಿಯ (oxygen) ಪಾಲೊತ್ತಡ (partial pressure) ಹೆಚ್ಚಿದ್ದು, ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ನ (carbon di-oxide) ಪಾಲೊತ್ತಡ ಕೆಳಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.
ಪಾಲೊತ್ತಡ ಏರುಪೇರಿನ (partial pressure gradient) ಕಟ್ಟಲೆಯಂತೆ,
ಆವಿಯು ಮೇಲ್ ಮಟ್ಟದ ಒತ್ತಡದ ಕಡೆಯಿಂದ ಕೆಳಮಟ್ಟದ ಒತ್ತಡದೆಡೆಗೆ ಹರಡುತ್ತದೆ.
ಈ ಬಗೆಯ ಪಾಲೊತ್ತಡದ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ, ಗಾಳಿಗೂಡಿನಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿರುವ ಉಸಿರುಗಾಳಿಯು (oxygen) ನವಿರುರಕ್ತಗೊಳವೆಯಲ್ಲಿರುವ ರಕ್ತದೆಡೆಗೆ ಸಾಗಿದರೆ, ನವಿರುರಕ್ತಗೊಳವೆಯ ರಕ್ತದಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚಿರುವ ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ಗಾಳಿಗೂಡಿನೆಡೆಗೆ ಹರಡುತ್ತದೆ.
ಆವಿಗಳ ಅದಲುಬದಲಿಕೆ ಗಾಳಿಗೂಡಿನಲ್ಲಿರುವ ಹುರುಪೆ ಮೇಲ್ಪರೆ (squamous epithelium) ಹಾಗು ನವಿರುರಕ್ತಗೊಳವೆಯಲ್ಲಿರುವ ಒಳಪರೆಗಳ (endothelium) ಮೂಲಕ ನಡೆಯುತ್ತದೆ. ಒಟ್ಟಾರೆ, ಹೊರ ಉಸಿರಾಟದ ಹಮ್ಮುಗೆಯಿಂದಾಗಿ ಗಾಳಿಗೂಡಿನ ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿರುವ ಉಸಿರುಗಾಳಿಯು ರಕ್ತವನ್ನೂ, ಹಾಗು ರಕ್ತದಲ್ಲಿರುವ ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ಗಾಳಿಗೂಡಿನಲ್ಲಿರುವ ಗಾಳಿಯನ್ನು ಸೇರುತ್ತದೆ. ಮುಂದೆ, ರಕ್ತವನ್ನು ಸೇರಿದ ಉಸಿರುಗಾಳಿಯನ್ನು ಮಯ್ಯಲ್ಲಿರುವ ಗೂಡುಕಟ್ಟುಗಳ ಕಡೆ ಸಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಗೂಡನ್ನು ಸೇರುವ ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ಉಸಿರುಚೀಲದ ಗಾಳಿಯಾಟದ (pulmonary ventilation) ಮೂಲಕ ಮಯ್ಯಿಂದ ಹೊರದಬ್ಬಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.
ಒಳ ಉಸಿರಾಟ (internal respiration) (ಚಿತ್ರ 2, 5)
ಗೂಡುಕಟ್ಟುಗಳನ್ನು (tissues) ಮತ್ತು ಅವುಗಳನ್ನು ಸುತ್ತುವರೆದ ನವಿರುರಕ್ತಗೊಳವೆಗಳ ನಡುವೆ ನಡೆಯುವ ಆವಿಗಳ ಅದಲುಬದಲಿಕೆಯನ್ನು (gaseous exchange) ಒಳ ಉಸಿರಾಟ (internal respiration) ಎಂದು ಹೇಳಬಹುದು. ಗೂಡುಕಟ್ಟುಗಳ ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ, ನವಿರುರಕ್ತಗೊಳವೆಗಳ ರಕ್ತದಲ್ಲಿ ಉಸಿರುಗಾಳಿಯ (oxygen) ಪಾಲೊತ್ತಡ (partial pressure) ಮೇಲ್ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿದ್ದರೆ, ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ನ (carbon di-oxide) ಪಾಲೊತ್ತಡ ಕೆಳಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ.
ಆದರೆ ಗೂಡುಕಟ್ಟುಗಳಲ್ಲಿ ಉಸಿರುಗಾಳಿಯ ಪಾಲೊತ್ತಡ ಕೆಳಮಟ್ಟದಲ್ಲಿ ಹಾಗು ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ನ ಪಾಲೊತ್ತಡ ಮೇಲ್ಮಟ್ಟದಲ್ಲಿರುತ್ತದೆ. ಈ ವ್ಯತ್ಯಾಸದಿಂದಾಗಿ ಉಸಿರುಗಾಳಿಯು ಗೂಡುಕಟ್ಟುಗಳೆಡೆಗೆ ಸಾಗುತ್ತದೆ ಹಾಗು ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ನವಿರುರಕ್ತಗೊಳವೆಯೊಳಕ್ಕೆ ನುಗ್ಗುತ್ತದೆ. ಆವಿಗಳ ಈ ಅದಲುಬದಲಿಕೆಯು ನವಿರುರಕ್ತಗೊಳವೆಯ ಒಳಪರೆಯ (endothelium) ಮೂಲಕ ನಡೆಯುತ್ತದೆ.
ಆವಿಗಳ ಸಾಗಣೆ (transportation of gases) (ಚಿತ್ರ 2, 3, 4, 5)
ಉಸಿರಾಟದ ಮುಕ್ಯ ಆವಿಗಳಾದ ಉಸಿರುಗಾಳಿ ಮತ್ತು ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ಗಳನ್ನು ನಮ್ಮ ಮಯ್ಯೊಳಗೆ ಸಾಗಿಸುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ರಕ್ತಗೊಳವೆಗಳಲ್ಲಿ ಓಡಾಡುವ ರಕ್ತವು ನೆರವೇರಿಸುತ್ತದೆ. ರಕ್ತವು ಹಲವು ಬಗೆಯ ರಕ್ತಕಣಗಳು (blood cells) ಹಾಗು ರಕ್ತರಸವನ್ನು (blood plasma) ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ರಕ್ತರಸವು (blood plasma) ಕರಗಿದ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಉಸಿರುಗಾಳಿಯನ್ನು ಕೊಂಡೊಯ್ಯುತ್ತದೆ.
ರಕ್ತಕಣಗಳಲ್ಲೊಂದಾದ ಕೆಂಪುರಕ್ತಕಣವು ರಕ್ತಬಣ್ಣಕ (hemoglobin) ಎಂಬ ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಈ ರಕ್ತಬಣ್ಣಕವು ಹೆಚ್ಚು-ಕಡಿಮೆ 99% ರಶ್ಟು ಉಸಿರುಗಾಳಿಯನ್ನು ಸಾಗಿಸಲು ನೆರವಾಗುತ್ತದೆ. ರಕ್ತಬಣ್ಣಕವು ಸಣ್ಣ ಮೊತ್ತದ ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ನ್ನೂ ಸಾಗಿಸುವ ಶಕ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಆದರೆ ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ನ ಹೆಚ್ಚಿನ ಬಾಗವನ್ನು ಬಯ್-ಕಾರ‍್ಬ್ ನೇಟ್ (bicarbonate) ರೂಪದಲ್ಲಿ ರಕ್ತರಸವು ಒಯ್ಯುತ್ತದೆ.
ಗೂಡುಕಟ್ಟುಗಳಲ್ಲಿ ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ನ ಪಾಲೊತ್ತಡ ಹೆಚ್ಚಿದಾಗ, ಕಾರ‍್ಬೋನಿಕ್ ಅನ್-ಹಯ್ಡ್ರೆಸ್ (carbonic anhydrase) ದೊಳೆಯು (enzyme) ನೀರು ಮತ್ತು ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ಗಳ ನಡುವೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಿರುಸುಗೊಳಿಸುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದ ಉಂಟಾಗುವ ಕಾರ‍್ಬೋನಿಕ್ ಆಸಿಡ್, ಹಯ್ಡ್ರೋಜನ್ ಹಾಗು ಬಯ್-ಕಾರ‍್ಬ್ ನೇಟ್ ಮಿನ್ತುಣುಕುಗಳಾಗಿ (ions) ಬೇರ‍್ಪಡುತ್ತವೆ. ಉಸಿರುಚೀಲದಲ್ಲಿ ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ನ ಪಾಲೊತ್ತಡ ಕೆಳಮಟ್ಟದಲ್ಲಿದಾಗ, ಈ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಯು ತಿರುವು-ಮುರುವಾಗುತ್ತದೆ (reverse). ಇದರಿಂದ, ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ಉಸಿರುಚೀಲದೊಳಕ್ಕೆ ಬಿಡುಗಡೆಯಾಗುತ್ತದೆ. ಉಸಿರನ್ನು ಹೊರಗೆ ಹಾಕಿದಾಗ ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ಮಯ್ಯಿಂದ ಹೊರಹಾಕಲ್ಪಡುತ್ತದೆ.
ಉಸಿರಾಟದ ಒನ್ನೆಲೆತ (respiratory homeostasis)
ದಣಿವಲ್ಲದ ಸ್ತಿತಿಯಲ್ಲಿ, ನಮ್ಮ ಮಯ್ಯಿ ಸದ್ದಿಲ್ಲದ ಉಸಿರಾಟದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಕಾಯ್ದುಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಈ ಬಗೆಯ ಉಸಿರಾಟವನ್ನು ‘ಹದುಳದುಸಿರಾಟ’ (eupnea) ಎಂದು ಹೇಳಬಹುದು. ತನ್ನಂಕೆಯ ಇರ‍್ಪಡೆಕಗಳು (autonomic chemoreceptor) ರಕ್ತದಲ್ಲಿರುವ ಉಸಿರುಗಾಳಿ ಹಾಗು ಕಾರ‍್ಬನ್ ಡಯಾಕ್ಸಾಯ್ಡ್ ಗಳ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಗುರುತಿಸುತ್ತವೆ. ಗುರುತಿಸಿದ ಮಟ್ಟವನ್ನು ಮಿದುಳುಬಳ್ಳಿಯಲ್ಲಿರುವ (medulla oblongata) ಉಸಿರಾಟದ ನಡುವಣಕ್ಕೆ (respiratory center) ರವಾನಿಸುತ್ತದೆ. ತನ್ನಂಕೆಯ ಇರ‍್ಪಡೆಕಗಳ ಹಿನ್ನುಣಿಕೆಯ (feedback) ಆದಾರದ ಮೇಲೆ, ಉಸಿರಾಟದ ನಡುವಣವು ಉಸಿರಾಟದ ಆಳ ಹಾಗು ಮಟ್ಟಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿಸುವ ಕೆಲಸವನ್ನು ಮಾಡುತ್ತದೆ.
ಕಳೆದ ಮೂರು ಕಂತುಗಳಲ್ಲಿ ಉಸಿರಾಟದ ಏರ‍್ಪಾಟಿನ ಒಡಲರಿಮೆ (anatomy) ಹಾಗು ಉಸಿರಿಯರಿಮೆಗಳ (physiology) ಬಗ್ಗೆ ಮೇಲ್ನೋಟವನ್ನು ನಿಮ್ಮ ಮುಂದಿಡಲಾಗಿದೆ. ಈ ಸರಣಿಯ ಮುಂದಿನ ಬಾಗದಲ್ಲಿ ನಮ್ಮ ಮಯ್ಯಿಯ ಮತ್ತೊಂದು ಏರ‍್ಪಾಟಿನ ಬಗ್ಗೆ ತಿಳಿಸಿಕೊಡಲಾಗುವುದು.
(ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಚಿತ್ರಗಳ ಸೆಲೆಗಳು: 1. encyclopedia.lubopitko-bg.com, 2. home.comcast.net 3. www.innerbody.com)
(ಈ ಬರಹವು ಹೊಸಬರಹದಲ್ಲಿದೆ)