AP Inter 2nd Year Zoology Study Material Chapter 1(b) శ్వాసించడం, వాయువుల వినిమయం

Andhra Pradesh BIEAP AP Inter 2nd Year Zoology Study Material Lesson 1(b) శ్వాసించడం, వాయువుల వినిమయం Textbook Questions and Answers.

AP Inter 2nd Year Zoology Study Material Lesson 1(b) శ్వాసించడం, వాయువుల వినిమయం

అతి స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
వైటల్ కెపాసిటిని నిర్వచించి దాని ప్రాముఖ్యం ఏమిటి ?
జవాబు: వైటల్ కెపాసిటి : బలవంతపు నిశ్వాసం తరువాత పీల్చగల గాలి గరిష్ఠ పరిమాణం ఇందులో ERV, TV, IRVలు ఉంటాయి. బలవంతంగా గాలిని ఉచ్ఛ్వాసించిన తరువాత గరిష్ఠస్థాయిలో శ్వాసించిన గాలి ఘనపరిమాణం.
VC = TV + IRV + ERV.

ప్రశ్న 2.
మామూలు నిశ్వాసంలో ఊపిరితిత్తులలో మిగిలిన గాలి ఘనపరిమాణం ఎంత ?
జవాబు:
సాధారణ నిశ్వాసం తరువాత ఊపిరితిత్తులలో మిగిలి ఉన్న గాలి ఘనపరిమాణాన్ని క్రియాత్మక అవశేషసామర్థ్యం (FRC) అంటారు.
FRC = ERV + RV.
ERV = 1000 to 1100 మి.లీ.
RV = 1100 to 1200 మి.లీ. కావున
FRC = 2100 to 2300 మి.లీ.

ప్రశ్న 3.
ఆక్సిజన్ వ్యాపనం వాయుకోశ ప్రాంతంలో మాత్రమే జరుగుతుంది. శ్వాసవ్యవస్థ మిగిలిన భాగాలలో జరగదు. మీరు దీన్ని ఏ విధంగా సమర్థిస్తారు ?
జవాబు:
ఊపిరితిత్తులలోని వాయుకోశాలు వాయువుల వినిమయం జరిగే ప్రాథమిక ప్రాంతాలు. వాయుకోశాలు వాయువులు వ్యాపనం చెందడానికి కావలసిన పీడనాన్ని కలిగి ఉంటాయి.
వాయుకోశాలలో గల అధిక pO₂, తక్కువ pCO₂ స్వల్ప H⁺ గాఢత, తక్కువ ఉష్ణోగ్రతలు O₂ వ్యాపనం చెంది ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ ఏర్పడుటకు అనుకూల పరిస్థితులను ఏర్పరుస్తుంది. ఇవేకాకుండా పాక్షిక పీడనం, వాయువుల ద్రావణీయత, శ్వాసత్వచ మందం, ఆవరణిక తలం మరియు విసరణ దూరం కారకాలుగా వ్యాపనం రేటును ప్రభావితం చేస్తాయి.

ప్రశ్న 4.
ఆక్సిజన్ రవాణాలో pCO₂ ప్రభావం ఏమిటి ?
జవాబు:
pCO₂ ఆక్సిజన్ రవాణాలో ముఖ్యమైన పాత్ర వహిస్తుంది. వాయుకోశాలలో pO₂ అధికంగా ఉండి pCO₂ తక్కువగా, H⁺ గాఢత స్వల్పంగా, ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉండటం వల్ల ఆక్సీహిమోగ్లోబిన్ ఏర్పడటానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. కణజాలాలలో pO₂ తక్కువగా pCO₂ఎక్కువగా H⁺ గాఢత ఎక్కువగా అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉండటంవల్ల ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ వియోజనం చెంది ఆక్సిజన్ విడుదలవడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. కావున రక్తంలో CO₂ గాఢత తక్కువగా ఉన్నప్పుడు అధికంగా “ఆక్సిజన్ హీమోగ్లోబిన్ బంధమేర్పర్చుకుంటుంది. రక్తంలో ఆక్సిజన్ ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్గా కణజాలాలకు రవాణా అయ్యి అక్కడ ఆక్సీజన్
విడుదల చేయబడతుంది.

ప్రశ్న 5.
మానవుడు కొండలను ఎక్కుతున్నప్పుడు శ్వాసక్రియ ఏవిధంగా జరుగుతుంది ?
జవాబు:
మానవుడు కొండలను ఎక్కుతున్నప్పుడు లేదా అధికశ్రమతో కూడిన వ్యాయామం చేసినపుడు, శరీరంలో అధిక మొత్తంలో ఆక్సిజన్ వినియోగించబడి, ఆక్సిజన్ ఆవశ్యకత ఏర్పడుతుంది. ఫలితంగా శ్వాసక్రియ రేటు పెరుగుతుంది.

ప్రశ్న 6.
టైడల్ వాల్యూమ్ అంటే ఏమిటి ? ఆరోగ్యవంతుడైన మానవుడిలో టైడల్ వాల్యూమ్ (సుమారు విలువ) ఒక గంటకు ఎంత ఉంటుంది ?
జవాబు:
టైడల్ వాల్యూమ్ (TV) : సాధారణ ఉచ్ఛ్వాస లేదా నిశ్వాసాలలో పీల్చుకొనే లేదా వదిలివేసే గాలి ఘనపరిమాణం. ఇది సుమారు 500 మి॥లీ. ఉంటుంది. ఆరోగ్యవంతుడైన మానవుడు నిమిషానికి 6000 నుంచి 8000 మి.లీ. (లేదా) గంటకు 3,60,000 నుండి 4,80,000 మి.లీ. గాలిని ఉచ్ఛ్వాసించడం లేదా నిశ్వాసించడం జరుగుతుంది.

ప్రశ్న 7.
ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ వియోగ వక్రరేఖను నిర్వచించండి. సిగ్మాయిడల్ వ్యూహనానికి మీరు ఎదైనా కారణాన్ని సూచించగలరా ?
జవాబు:
ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ వియోగ వక్రరేఖ, ఆక్సిజన్ పాక్షిక పీడనానికి, హీమోగ్లోబిన్ సంతృప్త శాతానికి మధ్యగల సంబంధాన్ని తెలియజేస్తుంది. ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్తో సంతృప్త శాతాన్ని pO₂ వ్యతిరేకంగా వక్రరేఖను గీసినప్పుడు సిగ్మాయిడ్ రేఖ ఏర్పడుతుంది. ఈ రేఖను ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ వియోజన వక్రరేఖ అంటారు.

సిగ్మాయిడల్ వ్యూహనానికి కారణాలు : వాయుకోశాలలో PO2 అధికంగా ఉండి pCO₂ తక్కువగా, H⁺ గాఢత స్వల్పంగా, ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉండటం వల్ల ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ ఏర్పడటానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. కణజాలాలలో pO₂ తక్కువగా, pO₂ ఎక్కువగా pH⁺ గాఢత ఎక్కువగా, అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉండటం వల్ల ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ వియోజనం చెంది ఆక్సిజన్ విడుదలవడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఈ పరిస్థితులలో ఆక్సిజన్ వియోజన వక్రరేఖ Y- అక్షం నుంచి దూరంగా (కుడివైపుకు విస్థాపనం చెందుతుంది.

ప్రశ్న 8.
కాంకే అంటే ఏమిటి ?
జవాబు:
నాసికా కొటరము (Nasal cavity) లో పైభాగాన మూడు పలుచటి మెలితిరిగిన అస్థిఫలకాలు ఉంటాయి. వీటినే కాంకే లేదా టర్బినల్ అంటారు. వీటిలో అధికంగా రక్తకేశనాళికలు ఉండి శ్లేష్మకణాలు గల స్తంభాకార శైలికాయుత ఉపకళ ఆవరించబడి ఉంటుంది.

ప్రశ్న 9.
క్లోరైడ్ విస్తాపం అంటే ఏమిటి ? [A.P. Mar. ’16 Mar. ’14]
జవాబు:
అయాన్ల సమతాస్థితి సాధించడానికి ఎర్రరక్త కణాలు, ప్లాస్మాలమధ్య క్లోరైడ్, బై కార్బనేట్ అయాన్ల వినిమయం జరుగుతుంది. ఈ ప్రక్రియనే క్లోరైడ్ విస్తాపం లేదా హాంబర్గర్ దృగ్విషయం అని అంటారు.

ప్రశ్న 10.
ఏవైన రెండు వృత్తిపర శ్వాసరుగ్మతలను (occupational respiratory, disorders) తెలిపి, అవి మానవుడిలో కలుగచేసే లక్షణాలను తెలపండి.
జవాబు:
వృత్తిపర శ్వాసరుగ్మతలు కొన్ని పరిశ్రమల నుంచి వెలువడిన హానికర పదార్థాలు, శ్వాసవ్యవస్థలోకి వెళ్ళినప్పుడు కలుగుతాయి. ఆస్బెస్టాసిస్ : ఆస్బెస్టాస్ పరిశ్రమలో పనిచేసేవారు, ఆస్బెస్టాస్ ధూళికి దీర్ఘకాలం గురికావడంవల్ల ఈ వ్యాధి కలుగుతుంది. సిలికోసిస్ : గనులు, క్వారీస్ లో పనిచేసేవారు, ఎక్కువకాలం ఇసుక ధూళికి గురికావడం వల్ల సిలికోసిస్ వ్యాధి కలుగుతుంది.

ప్రశ్న 11.
మామూలు శ్వాసకదలికలకు తోడ్పడే కండరాలేవి ?
జవాబు:
విభాజక పటల కండరాలు మరియు వెలుపలి పర్ముకాంతర కండరాలు మామూలు శ్వాస కదలికలకు తోడ్పడతాయి.

ప్రశ్న 12.
ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ వియోజన రేఖ పటం గీయండి.
జవాబు:

స్వల్ప సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
సాధారణ పరిస్థితులలో ఉచ్ఛ్వాస, నిశ్వాసాలను వివరించండి. [T.S. Mar. ’15]
జవాబు:
ఉచ్ఛ్వాసం : పరిసరాలలోని గాలిని ఊపిరితిత్తులలోకి పీల్చడాన్ని ఉచ్ఛ్వాసం అంటారు. ఇది క్రియాశీల ప్రక్రియ. ఈ ప్రక్రియలో విభాజక పటల కండరాలు, పర్శుకల మధ్యగల వెలుపలి పర్శుకాంతర కండరాలు సంకోచిస్తాయి. విభాజక పటలం సంకోచించడం వల్ల పూర్వ పర అక్షంలో ఉరఃకుహర ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది. వెలుపలి పర్శుకాంతర కండరాల సంకోచం వల్ల పర్శుకలు, ఉరోస్థి పైకి లేవడం వల్ల ఉరఃకుహరం పృష్టోదర అక్షంలో విశాలమవుతుంది. ఫలితంగా ఉరఃకుహర ఘనపరిమాణం దానితోబాటు పుపుస ఘనపరిమాణం పెరుగుతాయి.

నిశ్వాసం : వాయుకోశాల్లోని గాలి బయటికి విడుదల కావడాన్ని నిశ్వాసం అంటారు. ఇది నిష్క్రియ ప్రక్రియ. విభాజక పటలం వెలుషలి పర్శుకాంతర కండరాలు సడలడం వల్ల విభాజక పటలం ఉరోస్థి తిరిగి యథాస్థానాన్ని చేరుకోవడం వల్ల ఉరః కుహర ఘనపరిమాణం, దానివల్ల పుపుస ఘనపరిమాణం తగ్గుతాయి. దీనివల్ల పుపుస అంతర పీడనం వాతావరణ పీడనం కంటే కొద్దిగా పెరుగుతుంది. దీని ఫలితంగా ఊపిరితిత్తుల నుంచి గాలి బయటికి పంపబడుతుంది. ఇదే నిశ్వాసం.

ప్రశ్న 2.
CO₂ రవాణాకు వివిధ యంత్రాంగాలు ఏవి ? వివరించండి. [T.S. Mar. ’17]
జవాబు:
కార్బన్ డయాక్సైడ్ మూడు రకాలుగా రవాణా అవుతుంది.
(i) ద్రావణ స్థితిలో : 7శాతం CO₂ ప్లాస్మాలో కరిగి ద్రావణ స్థితిలో రవాణా చేయబడుతుంది.
CO₂+ H₂O → H₂CO₃

(ii) కార్బమైనో సంయోగ పదార్థాలుగా : దాదాపు 20-25 శాతం CO₂ నేరుగా హీమోగ్లోబిన్లోని అమైనో సముదాయంతో ఉత్రమణీయంగా కలవడం వల్ల కార్బమైనో హీమోగ్లోబిన్ ఏర్పడుతుంది.
Hb – NH₂ + CO₂ → Hb – NHCOO^– + H⁺

ఈ విధంగా హీమోగ్లోబిన్ తో CO₂ బంధమేర్పరచుకోవడం CO₂ పాక్షిక పీడనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఎప్పుడైతే కణజాలాలలోలాగా pCO₂ అధికంగా, pO₂ తక్కువగా ఉంటుందో అప్పుడు అధికంగా CO₂ హీమోగ్లోబిన్ బంధమేర్పరచు కొంటుంది. వాయుకోశాలలాగా PCO₂ తక్కువగా, pO₂ అధికంగా ఉన్నప్పుడు, కార్బమైనో హీమోగ్లోబిన్ నుంచి CO₂ వియోజనం చెందుతుంది. అంటే CO₂ హీమోగ్లోబిన్తో కణజాలాలలో కలిసి వాయుకోశాలలో విడుదలవుతుంది. CO₂ ప్లాస్మా ప్రోటీన్లతో కలవడంవల్ల కూడా కార్బమైనో సంయోగ పదార్థాలు ఏర్పడతాయి.

(iii) బై కార్బనేట్గా : సుమారు 70 శాతం CO₂ బై కార్బనేట్గా రవాణా అవుతుంది. ఎర్రరక్తకణాలలో కార్బోనిక్ ఎనైహైడ్రేజ్ అనే ఎన్ఎమ్ చాలా అధికంగా ఉంటుంది. ఈ క్రింది ఎన్జైమ్ చర్యను ఉత్రమణీయంగా జరుపుతుంది.

విచ్ఛిన్నక్రియ ఫలితంగా కణజాలాలలో CO₂ పాక్షిక పీడనం అధికంగా ఉంటుంది. CO₂ రక్తంలోని RBC లోనికి వ్యాపనం చెంది, కార్బానిక్ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఇది HCO₃^– + H⁺ అయాన్లుగా వియోజనం చెందుతుంది. వాయుకోశాల దగ్గర pCO₂ తక్కువగా ఉండటం వల్ల ఈ చర్య వ్యతిరేక దిశలో జరిగి CO₂ నీటిని ఏర్పరుస్తుంది. ఈ విధంగా కణజాలాలలో CO₂ బైకార్బనేట్గా మార్చబడి, రక్తం ద్వారా వాయుకోశాలకు రవాణా చేయబడి వాయుకోశాల్లో తిరిగి నీరు, CO₂ గా విడిపోయి బయటికి విడుదల చేయబడుతుంది. ప్రతి 100 మి॥లీ. సిరా రక్తం సుమారు 4 మి॥లీ. CO₂ ను వాయుకోశాల్లోని గాలిలోకి విడుదల చేస్తుంది.

ప్రశ్న 3.
మానవుడిలో శ్వాసకదలికలు ఏవిధంగా నియంత్రించబడతాయి ? [Mar. ’14]
జవాబు:
దేహకణజాలాల అవసరాలకు అనుగుణంగా శ్వాస లయలను నిర్వహించగల, సవరింపగల సమర్థత మానవుడికి ఉంది. ‘దీనికి నాడీ వ్యవస్థ తోడ్పడుతుంది.
1. మెదడులోని మజ్జాముఖంలో ఒక ప్రత్యేక కేంద్రం ఉంటుంది. దీన్ని ‘శ్వాస లయ జనక కేంద్రం’ అంటారు. శ్వాస లయలు దీని నియంత్రణలో ఉంటాయి.

2. మెదడు కాండంలోని పాన్లో మరొక కేంద్రం ఉంటుంది. దీన్ని ‘న్యూమోటాక్సిక్ కేంద్రం’ అంటారు. ఇది తగిన రీతిలో శ్వాస లయబద్ధ కేంద్రం విధులను సవరించగలుగుతుంది. ఈ కేంద్రపు నాడీ సంకేతాలు, నిశ్వాస అవధిని తగ్గించి శ్వాసరేటును మార్చగలుగుతుంది.

3. శ్వాసలయ కేంద్రం పక్కన ‘రసాయన జ్ఞాన ప్రాంతం ఉంటుంది. ఇది CO₂, హైడ్రోజన్ అయాన్లకు సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇవి ఎక్కువైనప్పుడు ఈ కేంద్రం చైతన్యవంతం అయి శ్వాసలయబద్ద కేంద్రానికి సంకేతాలను పంపి, శ్వాస ప్రక్రియలో అవసరమైన సవరింపులను చేసి, ఈ పదార్థాలను వెలుపలికి పంపబడేట్లు చేస్తుంది.

4. మహాధమని చాపం, కారోట ధమనులపై గల రసాయన గ్రహకాలు కూడా CO₂ H⁺ అయాన్ల గాఢతలో కలిగే మార్పులను గుర్తించి తగిన చర్యల కోసం అవసరమైన సంకేతాలను శ్వాసలయ కేంద్రానికి పంపుతాయి. CO₂ H⁺ అయాన్ల గాఢత అధికమైనప్పుడు శ్వాసరేటు, దీర్ఘత పెరుగుతాయి. శ్వాసలయ నియంత్రణలో ఆక్సిజన్ కు ప్రాముఖ్యత లేదు.

ప్రశ్న 4.
క్రింది వాటి మధ్య భేదమేమిటి ?
a) IRV, ERV
b) ఇన్స్పిరేటరీ సామర్థ్యం, ఎక్స్పిరేటరీ సామర్థ్యం
c) వైటల్ కెపాసిటి, పూర్ణ పుపుస సామర్థ్యం
జవాబు:
a) IRV మరియు ERV :
బలవంతంగా ఊపిరి
IRV (ఉచ్ఛ్వాస నిలవ ఘనపరిమాణం – Inspiratory Reserve Volume) : పీల్చినప్పుడు టైడల్ వాల్యూమ్ కంటే అధికంగా పీల్చుకోగలిగిన గాలి ఘనపరిమాణాన్ని ఉచ్ఛ్వాస నిలవ ఘనపరిమాణం అంటారు. ఇది సుమారు 2500 మి॥లీ. నుంచి 3000 మి॥లీ. వరకు ఉంటుంది.

ERV (నిశ్వాస నిలవ ఘనపరిమాణం – Expiratory Reserve Volume) : బలవంత నిశ్వాసంలో టైడల్ వాల్యూమ్ కంటే అధికంగా బయటికి వదలగలిగిన గాలి ఘనపరిమాణాన్ని నిశ్వాస నిలవ ఘనపరిమాణం అంటారు.
ఇది సుమారు 1000 మి॥లీ. నుంచి 1100 మి.లీ. వరకు ఉంటుంది.

b) ఇన్స్పిరేటరీ సామర్థ్యం, ఎక్స్పిరేటరి సామర్థ్యం :
ఇన్స్పిరేటరి సామర్థ్యం (IC) : సాధారణ నిశ్వాసం తరువాత ఒక వ్యక్తి లోపలికి పీల్చగల గాలి మొత్తం ఘనపరిమాణాన్ని ఇన్స్పిరేటరి సామర్థ్యం లేదా ఉచ్ఛ్వాస సామర్థ్యం అంటారు. ఇది టైడల్ వ్యాల్యూమ్, ఉచ్ఛ్వాస నిలవ ఘనపరిమాణాల మొత్తం.
IC = TV + IRV
ఇది సుమారు 3000 మి.లీ. నుండి 3500 మి.లీ. వరకు ఉంటుంది.
ఎక్స్పిరేటరీ సామర్థ్యం (EC) : సాధారణ ఉచ్ఛ్వాసం తరువాత ఒక వ్యక్తి బయటికి వదలగలిగిన గాలి ఘనపరిమాణాన్ని ఎక్స్పిరేటరీ సామర్థ్యం అంటారు.
EC – TV + ERV

c) వైటల్ కెపాసిటి (VC) : బలవంతపు నిశ్వాసం తరువాత పీల్చగల గాలి గరిష్ఠ ఘనపరిమాణాన్ని వైటల్ కెపాసిటీ అంటారు. ఇందులో ERV, TV, IRV లు ఉంటాయి. బలవంతంగా గాలిని ఉచ్ఛ్వాసించిన తరువాత గరిష్ట స్థాయిలో శ్వాసించిన గాలి ఘనపరిమాణం,
VC = TV + IRV + ERV
పూర్ణ పుపుస సామర్థ్యం : బలవంతపు ఉచ్ఛ్వాసం తరువాత ఊపిరితిత్తులలో అమరిన గాలి మొత్తం ఘనపరిమాణం ఇందులో RV, ERV, TV, IRV లేదా వైటల్ సామర్థ్యం + అవశేషపరిమాణం.
TLC = VC+ RV (లేదా) TLC = ERV + IRV + TV + RV

ప్రశ్న 5.
శ్వాస వ్యవస్థ రుగ్మతలను వివరించండి. [A.P. Mar.’17, ’15; T.S. & A.P. Mar. ’16]
జవాబు:
1) ఉబ్బసవ్యాధి : శ్వాసనాళం, శ్వాసనాళికలలో వాపు ఏర్పడటం వల్ల శ్వాసించడం కష్టంగా ఉంటుంది. శ్వాసనాళం, శ్వాసనాళికా గోడలలోని నునుపు కండరాలలో ఈడ్పులాంటి లక్షణాలు కనిపిస్తాయి. దగ్గు, ఈల లాంటి శబ్దం, ఛాతి బిగపట్టినట్లుగా ఉండి శ్వాసించడం కష్టంగా ఉంటుంది. ఆస్తమాలో ఎలర్జీని కలుగజేసే కారకాలు, హిస్టమిన్ వంటి వాపును కలుగచేసే పదార్థాలను విడుదల చేయించడం వల్ల శ్వాసనాళాలు కుచించుకుపోయి శ్వాసించడం కష్టమవుతుంది.

2) ఎంఫైసీమా : ఇది దీర్ఘరుగ్మత, ఇందులో వాయుకోశ గోడలు శిథిలమయి, కలిసిపోవడం వల్ల వాయువుల వినిమయం జరిగే శ్వాసతలం తగ్గుతుంది. ఊపిరితిత్తులు పెద్దగా మారి, వాయుకోశాలు తగ్గి, అధిక తంతుయుత కణజాలాన్ని, తక్కువ స్థితిస్థాపకతను కలిగి ఉంటాయి. దీనికి ముఖ్యకారణం పొగతాగడం.

3) బ్రాంకైటిస్ : శ్వాసనాళికలలో వాపు ఏర్పడటం, దీనిఫలితంగా శ్వాసనాళికలోని శ్లేష్మస్తరంలో వాపు ఏర్పడటం వల్ల శ్లేష్మం ఉత్పత్తి అధికమై, శ్వాసనాళిక వ్యాసం తగ్గుతుంది. దీర్ఘకాలం దగ్గు, దీనితో చిక్కటి శ్లేష్మం / కఫం ఏర్పడతాయి.

4) న్యుమోనియా : స్ట్రెప్టోకోకస్ న్యుమోనియే అనే బ్యాక్టీరియా ఊపిరితిత్తులలో సంక్రమణ వల్ల కలుగుతుంది. కొన్ని రకాల వైరస్లు, శిలీంధ్రాలు, ప్రోటోజోవన్లు, మైకోప్లాస్మాలు కూడా ఈ వ్యాధిని కలుగజేస్తాయి. ఊపిరితిత్తులలో వాపు, వాయుకోశాలలో శ్లేష్మం చేరడం, తగ్గడం వాయువుల వినిమయం దీని లక్షణాలు. చికిత్స చేయనట్లయితే మరణించడం జరుగుతుంది.
వృత్తిపర శ్వాస రుగ్మతలు : ఇవి కొన్ని పరిశ్రమల నుంచి వెలువడిన హానికర పదార్థాలు, శ్వాసవ్యవస్థలోకి వెళ్ళినప్పుడు కలుగుతాయి.

1. ఆస్బెస్టాసిస్ : ఆస్బెస్టాస్ పరిశ్రమలో పనిచేసేవారు, ఆస్బెస్టాస్ ధూళికి దీర్ఘకాలం గురికావడం వల్ల ఈ వ్యాధి కలుగుతుంది.
2. సిలికోసిస్ : గనులు, క్వారిస్లలో పనిచేసేవారు, ఎక్కువ కాలం ఇసుక ధూళికి (సిలికా) గురికావడం వల్ల సిలికోసిస్ వ్యాధి కలుగుతుంది.
3. సిడిరోసిస్ : కణజాలాలలో ఇనుపరేణువులు పొందుపర్చబడటం వల్ల ఈ వ్యాధి కలుగుతుంది.
4. నలుపు ఊపిరితిత్తి వ్యాధి : ఈ వ్యాధి ధూళి, బొగ్గు పీల్చడం వల్ల కలుగుతుంది. ఇది బొగ్గు గనులలో ఎక్కువకాలం పనిచేసే కార్మికులలో సాధారణంగా కనిపిస్తుంది.

దీర్ఘ సమాధాన ప్రశ్నలు

ప్రశ్న 1.
మానవుడి శ్వాస వ్యవస్థను వివరించండి.
జవాబు:
మానవుడి శ్వాసవ్యవస్థలో, బాహ్య నాసికారంధ్రాలు, నాసికా కక్ష్యలు, నాసికాగ్రసని, స్వరపేటిక, వాయునాళం, శ్వాసనాళాలు, శ్వాసనాళికలు మరియు ఊపిరితిత్తులు వంటి నిర్మాణాలుంటాయి.
1. బాహ్య నాసికారంధ్రాలు : ఒక జత బాహ్య నాసికారంధ్రాలు పైపెదవి పైన వెలుపలికి తెరచుకొని ఉంటాయి. ఇవి నాసికా కక్ష్యల్లోకి నాసికా మార్గం ద్వారా తెరచుకుంటాయి.

2. నాసికాకక్ష్యలు : ఇవి తాలువుకు పై భాగాన ఉండి నాసికా విభాజకం వల్ల వేరుచేయబడతాయి. ప్రతి నాసికా కక్ష్యలో మూడు భాగాలను గుర్తించవచ్చు. అవి

1. అళిందభాగం : దీనిలో రోమాలు, చర్మవసాగ్రంథులు ఉండి, దుమ్ము, ధూళి రేణువులు ప్రవేశించకుండా నిరోధిస్తాయి.
2. శ్వాసభాగం : ఇది లోపలికి పీల్చిన గాలి ఉష్ణోగ్రతను నియంత్రించే నిబంధనకారిగా పనిచేస్తుంది.
3. ఘ్రాణభాగం : ఇవి ఘ్రాణ ఉపకళతో ఆవరించబడి ఉంటాయి.

3. నాసికాగ్రసని : నాసికాకక్ష్యలు ఒక జత అంతర నాసికా రంధ్రాల ద్వారా మృదుతాలువు పై గల నాసికా గ్రసనిలోకి తెరచుకొంటాయి. నాసికాగ్రసని, గ్రసనిలోని ఒక భాగం దీని లోపలితలం శైలికామయ ఉపకళతో ఆవరించబడి ఉండి పీల్చిన గాలిని శుభ్రపరుస్తుంది. దీనిలోనికి యుస్టేచియన్ నాళం తెరచుకొంటుంది. దీని తరువాత భాగం ముఖగ్రసనిలోకి తెరచుకొంటుంది. ఇది ఆహారానికి, గాలికి ఐక్యమార్గం. ముఖగ్రసని స్వరపేటికా గ్రసనిలోకి తెరచుకొంటుంది. ఇక్కడ ఆహార మార్గం, వాయు మార్గం, నిర్దిష్టంగా ఏర్పడి ఆహార మార్గం ఆహారవాహికలోకి, వాయు మార్గం కంఠబిలం ద్వారా వాయునాళంలోకి తెరచుకుంటాయి.

4. స్వరపేటిక : స్వరపేటిక ధ్వని ఉత్పత్తికి సహాయపడే మృదులాస్థి పేటిక. అందువల్ల దీన్ని ధ్వనిపేటిక లేదా ఆడమ్స్ ఆపిల్ అని కూడా అంటారు. ఇది గ్రసనిని వాయునాళాన్ని కలుపుతుంది. స్వరపేటిక ధ్వనిని ఉత్పత్తిచేసి మరియు గాలి ప్రయాణించే అవయవం. ఇది నాలుక అడుగుభాగాన మొదలై వాయునాళం వరకు ఉంటుంది. ఇది a) స్వరతంత్రులు/ స్వరముడతలు, కంఠబిలం మరియు c) ఉపజిహ్వికలను కలిగి ఉంటుంది.

• స్వరతంత్రులు / స్వరముడతలు : ఇవి థైరాయిడ్ మృదులాస్థికి, ప్రకోణ మృదులాస్థులకు మధ్య విస్తరించి ఉన్న ఒక జత పలుచని పసుపురంగు స్థితిస్థాపక తంతువులు.
• కంఠబిలం : ఇది మిథ్యా స్వరతంత్రులు మరియు నిజస్వరతంత్రుల మధ్య సన్నని మార్గం.
• ఉపజిహ్విక : ఇది థైరాయిడ్ మృదులాస్థికి అతికి ఉన్న పలుచని ఆకులాంటి స్థితిస్థాపక మృదులాస్థి దళం. ఇది ఆహారాన్ని స్వరపేటికలోకి కంఠబిలం ద్వారా పోకుండా నిరోధిస్తుంది.

5) వాయునాళం : వాయునాళం ఉరఃకుహరం మధ్యభాగం వరకు విస్తరించే నిటారునాళం. దీని గోడలకు ఆధారంగా 20 ‘C’ ఆకారపు కాచాభ మృదులాస్థి వలయాలు ఉంటాయి. ఈ వలయాలు పృష్ఠ తలంలో అసంపూర్ణంగా ఉండి, వాయునాళం ముకుళించడాన్ని నిరోధిస్తూ ఎల్లప్పుడూ తెరుచుకొని ఉండేటట్లు చేస్తాయి. వాయునాళపు లోపలి తలం మిథ్యాస్తరిత శైలికామయ ఉపకళతో ఆవరించి ఉంటుంది.

6) శ్వాసనాళాలు, శ్వాసనాళికలు : వాయునాళం ఉరఃకుహరం మధ్యలో అయిదో ఉరఃకశేరుక స్థాయి వద్ద రెండుగా చీలి కుడి, ఎడమ శాఖలను ఏర్పరుస్తుంది. వీటిని ప్రాథమిక శ్వాసనాళాలు అంటారు. ప్రతి ప్రాథమిక శ్వాసనాళం తనవైపున ఉన్న ఊపిరితిత్తిలోకి ప్రవేశించి ద్వితీయ శ్వాసనాళాలు, ఇవి మరిన్ని శాఖలుగా చీలి తృతీయ శ్వాసనాళాలను ఏర్పరుస్తాయి. ప్రతి తృతీయ శ్వాసనాళం అనేకసార్లు విభజన చెంది క్రమంగా ప్రాథమిక, ద్వితీయ, తృతీయ, చివరి శ్వాసనాళికలను ఏర్పరుస్తాయి. ప్రతి శ్వాసనాళిక వాయుకోశాలతో అంతమయ్యే వాయుకోశగోణుల గుంపులోకి తెరచుకుంటుంది.

7) ఊపిరితిత్తులు : కుడి, ఎడమ ఊపిరితిత్తులు ఉరఃకుహరంలో అమరి ఉంటాయి. ఊపిరితిత్తులను ఆవరించి రెండు పొరలు కలిగిన పుపుస త్వచం ఉంటుంది. ఇది ఊపిరితిత్తుల తలంపై రాపిడిని తగ్గిస్తుంది. వెలుపలి పుపుసత్వచం ఉరః కుహరంతో లోపలి పుపుసత్వచం ఊపిరితిత్తులతో సన్నిహిత సంబంధాన్ని కలిగి ఉంటాయి. బాహ్యనాసికా రంధ్రాల నుంచి శ్వాసనాళికల వరకు విస్తరించిన భాగం వాహికా భాగంగా, వాయుకోశాలు, వాటి నాళికలు కలిసి వినిమయ భాగంగా ఏర్పడతాయి. వాహికా భాగం పరిసరాలలోని గాలిని వాయుకోశాలలోకి రవాణా చేస్తుంది. ఇది ఉచ్ఛ్వసించిన గాలిలో ఉండే ధూళి రేణువులను తొలగించి తేమను చేర్చి దాని ఉష్ణోగ్రతను శరీర ఉష్ణోగ్రతకు తీసుకువస్తుంది. వినిమయ భాగం నిజమైన వ్యాపన ప్రాంతం. ఇక్కడ ఆక్సిజన్, కార్బన్ డైఆక్సైడ్ వినిమయం రక్తం, వాతావరణంలోని గాలి మధ్యన జరుగుతుంది.

ప్రశ్న 2.
రక్తంలో ఆక్సిజన్, కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ రవాణా గురించి వ్యాసం వ్రాయండి.
జవాబు:
రక్తం ఆక్సిజన్ మరియు కార్బన్ డై ఆక్సైడ్ మాధ్యమంగా పనిచేస్తుంది.
1. ఆక్సిజన్ రవాణా : ఆక్సిజన్ న్ను ఊపిరితిత్తుల నుంచి కణజాలాలకు రక్తంలోని ప్లాస్మా, ఎర్రకర్తకణాలు రవాణా చేస్తాయి. సాధారణ పరిస్థితులలో ప్రతి 100 మి॥లీ. ఆమ్లజనియుత రక్తం కణజాలాలకు 5 మి.లీ. ఆక్సిజన్ విడుదల చేస్తుంది.
i) ప్లాస్మా ద్వారా ఆక్సిజన్ రవాణా : సుమారు 3 శాతం ఆక్సిజన్ రక్తంలోని ప్లాస్మాలో కరిగిన స్థితిలో, రవాణా చెందుతుంది.

ii) RBC ద్వారా ఆక్సిజన్ రవాణా : సుమారు 97 శాతం ఆక్సిజన్ ను రక్తంలోని ఎర్రరక్తకణాలు రవాణా చేస్తాయి. ఎర్రరక్తకణాలలో హీమోగ్లోబిన్ అనే ఇనుమును కలిగిన ఎరుపు రంగు వర్ణకం ఉంటుంది. ప్రతి హీమోగ్లోబిన్ అణువు నాలుగు ఆక్సిజన్ అణువులను రవాణా చేయగలుగుతుంది. ఆక్సిజన్ హీమోగ్లోబిన్తో బంధించబడటం ప్రాథమికంగా O₂ పాక్షిక పీడనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఊపిరితిత్తులలో O₂ పాక్షిక పీడనం ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి ఆక్సిజన్, హీమోగ్లోబిన్ ఉత్రమణీయంగా బంధించబడి ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ ను ఏర్పరుస్తుంది. దీన్ని హీమోగ్లోబిన్ ఆమ్లజనీకరణం అంటారు.
Hb + 4O₂ ⇌ Hb (O₂)₄.

కణజాలాలలో O₂ పాక్షిక పీడనం తక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ వియోగం చెంది ఆక్సిజన్ను విడుదల చేస్తుంది. ఆక్సిజన్ హీమోగ్లోబిన్ బంధించబడటాన్ని CO₂ పాక్షిక పీడనం, H⁺ అయాన్ల గాఢత (pH), ఉష్ణోగ్రత ప్రభావితం చేస్తాయి.

ఉదాహరణ : వాయుకోశాలలో pO₂ అధికంగా ఉండి CO₂ తక్కువగా, H⁺ గాఢత స్వల్పంగా (pH అధికంగా) ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉండటం వల్ల ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ ఏర్పడటానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

కణజాలాలలో pO₂ తక్కువగా pCO₂ ఎక్కువగా, H⁺ గాఢత ఎక్కువగా (తక్కువ pH), అధిత ఉష్ణోగ్రత ఉండటం వల్ల ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్ వియోజనం చెంది ఆక్సిజన్ విడుదలవడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

కార్బన్ డైఆక్సైడ్ రవాణా: కార్బన్ డైయాక్సైడ్ మూడు రకాలుగా రవాణా అవుతుంది.
(i) ద్రావణ స్థితిలో : 7శాతం CO₂ ప్లాస్మాలో కరిగి ద్రావణ స్థితిలో రవాణా చేయబడుతుంది.
CO₂ + H₂O → H₂CO₃

(ii) కార్భమైనో సంయోగ పదార్థాలుగా : దాదాపు 20-25 శాతం CO₂ నేరుగా హీమోగ్లోబిన్లోని అమైనో సముదాయంతో ఉత్రమణీయంగా కలవడం వల్ల కార్బమైనో హీమోగ్లోబిన్ ఏర్పడుతుంది.
Hb – NH₂ + CO₂ → Hb – NHCOO^– + H⁺.

ఈవిధంగా హీమోగ్లోబిన్ CO₂ బంధమేర్పరుచుకోవడం CO₂ పాక్షిక పీడన పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఎప్పుడైతే కణజాలాలలోలాగా pCO₂ అధికంగా pO₂ తక్కువగా ఉంటుందో అప్పుడు అధికంగా CO₂ హీమోగ్లోబిన్తో బంధమేర్పరుచుకొంటుంది. వాయు కోశాలలాగా pCO₂ తక్కువగా pO₂ అధికంగా ఉన్నప్పుడు కార్బమైనో హీమోగ్లోబిన్ నుంచి CO₂ వియోజనం చెందుతుంది. అంటే CO₂ హీమోగ్లోబిన్ కణజాలాలలో కలిసి వాయుకోశాలలో విడుదలవుతుంది. CO₂ ప్లాస్మా ప్రోటీన్లతో కలవడంవల్ల కూడా కార్బమైనో సంయోగ పదార్థాలు ఏర్పడతాయి.

(iii) బై కార్బనేట్గా : సుమారు 70 శాతం CO₂ బై కార్బనేట్ గా రవాణా అవుతుంది. ఎర్రరక్తకణాలలో కార్బోనిక్ ఎనైడ్రేజ్ అనే ఎన్జైమ్ చాలా అధికంగా ఉంటుంది. ఈ క్రింది ఎన్జైమ్ చర్యను ఉత్రమణీయంగా జరుపుతుంది.

విచ్ఛిన్నక్రియ ఫలితంగా కణజాలాలలో CO₂ పాక్షిక పీడనం అధికంగా ఉంటుంది. CO₂ రక్తంలోని RBC లోనికి వ్యాపనం చెంది, కార్బానిక్ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఇది HCO₃^–, H⁺ అయాన్లుగా వియోజనం చెందుతుంది. వాయుకోశాల దగ్గర pCO₂ తక్కువగా ఉండటంవల్ల ఈ చర్య వ్యతిరేక దిశలో జరిగి CO₂, నీటిని ఏర్పరుస్తుంది. ఈ విధంగా కణజాలాలలో CO₂ బైకార్బనేట్ గా మార్చబడి, రక్తం ద్వారా వాయుకోశాలకు రవాణా చేయబడి వాయుకోశాల్లో తిరిగి నీరు, CO₂ గా విడిపోయి బయటికి విడుదల చేయబడుతుంది. ప్రతి 100 మి॥లీ. సిరా రక్తం సుమారు 4 మి॥లీ. CO₂ను వాయుకోశాల్లోని గాలిలోకి విడుదల చేస్తుంది.