एके दिवशी बुज्जो आपल्या आजोबा-आजीची उत्सुकतेने वाट पाहत होता, जे एका वर्षानंतर शहरात येत होते. तो खरोखरच घाईत होता कारण त्याला त्यांना बस स्टॉपवर भेटायचे होते. तो वेगाने धावला आणि काही मिनिटांत बस स्टॉपवर पोहोचला. त्याचा श्वास जोरात चालला होता. त्याच्या आजीने त्याला विचारले की तो इतका वेगाने श्वास का घेत आहे. बुज्जोने तिला सांगितले की तो सर्व मार्ग धावत आला. पण प्रश्न त्याच्या मनात अडकून राहिला. त्याला आश्चर्य वाटले की धावल्याने एखाद्या व्यक्तीचा श्वास वेगाने का चालतो? बुज्जोच्या प्रश्नाचे उत्तर आपण श्वास का घेतो याचे आकलन करण्यात आहे. श्वासोच्छ्वास हा श्वसनाचा एक भाग आहे. चला श्वसनाबद्दल जाणून घेऊया.

६.१ आपण श्वास का घेतो?

अध्याय २ मध्ये तुम्ही शिकलात की सर्व सजीव लहान सूक्ष्म एककांनी बनलेले असतात ज्यांना पेशी म्हणतात. पेशी ही सजीवाची सर्वात लहान रचनात्मक आणि कार्यात्मक एकक असते. सजीवाची प्रत्येक पेशी पोषण, वहन, उत्सर्जन आणि प्रजनन अशी काही कार्ये करते. ही कार्ये करण्यासाठी पेशीला ऊर्जेची आवश्यकता असते. आपण जेवत असताना, झोपत असताना किंवा वाचत असतानाही आपल्याला ऊर्जेची आवश्यकता असते. पण, ही ऊर्जा कोठून येते? तुमचे पालक तुम्ही नियमितपणे जेवावे असे का सांगतात हे तुम्ही सांगू शकता का? अन्नात साठवलेली ऊर्जा असते, जी श्वसनादरम्यान मुक्त होते. म्हणून, सर्व सजीव अन्नातून ऊर्जा मिळवण्यासाठी श्वास घेतात. श्वासोच्छ्वासादरम्यान, आपण हवेत श्वास घेतो. तुम्हाला माहित आहे की हवेत प्राणवायू असतो. आपण कार्बन डायऑक्साइडने समृद्ध असलेली हवा बाहेर सोडतो. आपण जी हवा श्वास घेतो ती शरीराच्या सर्व भागांमध्ये आणि शेवटी प्रत्येक पेशीपर्यंत पोहोचवली जाते. पेशींमध्ये, हवेतील प्राणवायू अन्नाचे विघटन करण्यास मदत करतो. पेशीमध्ये ऊर्जा मुक्त करून अन्नाचे विघटन होण्याच्या प्रक्रियेला पेशीय श्वसन म्हणतात. पेशीय श्वसन सर्व सजीवांच्या पेशींमध्ये होते.

पेशीमध्ये, अन्न (ग्लुकोज) प्राणवायू वापरून कार्बन डायऑक्साइड आणि पाण्यात विघटित होते. जेव्हा ग्लुकोजचे विघटन प्राणवायू वापरून होते तेव्हा त्याला वायुवीय श्वसन म्हणतात. प्राणवायू न वापरताही अन्नाचे विघटन होऊ शकते. याला अवायुवीय श्वसन म्हणतात. अन्नाचे विघटन ऊर्जा मुक्त करते.

ग्लुकोज $\xrightarrow[\text { of oxygen }]{\text { in the presence }}$ कार्बन डायऑक्साइड + पाणी + ऊर्जा

तुम्हाला माहित असावे की काही सजीव जसे की यीस्ट हवेच्या अभावात जगू शकतात. त्यांना अवायुजीव म्हणतात. त्यांना अवायुवीय श्वसनाद्वारे ऊर्जा मिळते. प्राणवायूच्या अभावात, ग्लुकोज खालीलप्रमाणे अल्कोहोल आणि कार्बन डायऑक्साइडमध्ये विघटित होते:

ग्लुकोज $\xrightarrow[\text { of oxygen }]{\text { in the absence }}$ अल्कोहोल + कार्बन डायऑक्साइड + ऊर्जा

यीस्ट हे एकपेशीय सजीव आहेत. ते अवायुवीय श्वसन करतात आणि या प्रक्रियेदरम्यान अल्कोहोल तयार करतात. म्हणूनच त्यांचा वापर वाइन आणि बिअर बनवण्यासाठी केला जातो.

आपल्या स्नायूंच्या पेशी देखील अवायुवीय श्वसन करू शकतात, पण फक्त थोड्या काळासाठी, जेव्हा प्राणवायूची तात्पुरती कमतरता असते. जोरदार व्यायाम, वेगाने धावणे (आकृती ६.१), सायकल चालवणे, अनेक तास चालणे किंवा जड वजन उचलणे यादरम्यान ऊर्जेची मागणी जास्त असते. पण ऊर्जा निर्माण करण्यासाठी प्राणवायूचा पुरवठा मर्यादित असतो. मग ऊर्जेची मागणी पूर्ण करण्यासाठी स्नायूंच्या पेशींमध्ये अवायुवीय श्वसन होते:

$$ \underset{\text { (in muscle) }}{\text { Glucose }} \xrightarrow[\text { of oxygen }]{\text { in the absence }} \text { lactic acid }+ \text { energy } $$

आकृती ६.१ व्यायामादरम्यान, काही स्नायू अवायुवीय श्वसन करू शकतात

जोरदार व्यायाम केल्यानंतर स्नायूंचे आकुंचन का होते हे तुम्ही कधी विचार केला आहे का? जेव्हा स्नायूंच्या पेशी अवायुवीय श्वसन करतात तेव्हा आकुंचन होते. ग्लुकोजचे अपूर्ण विघटन लॅक्टिक आम्ल तयार करते. लॅक्टिक आम्लाचा साठा स्नायूंचे आकुंचन होण्यास कारणीभूत ठरतो. गरम पाण्याने आंघोळ केल्यानंतर किंवा मालिश केल्यानंतर आपल्याला आकुंचनातून आराम मिळतो. हे असे का होते हे तुम्ही सांगू शकता का? गरम पाण्याने आंघोळ किंवा मालिश केल्याने रक्ताची निसरणी सुधारते. परिणामी, स्नायूंच्या पेशींमध्ये प्राणवायूचा पुरवठा वाढतो. प्राणवायूच्या पुरवठ्यात वाढ झाल्यामुळे लॅक्टिक आम्लाचे कार्बन डायऑक्साइड आणि पाण्यात पूर्ण विघटन होते.

६.२ श्वासोच्छ्वास

क्रियाकलाप ६.१

सावधानता

हा क्रियाकलाप तुमच्या शिक्षकांच्या देखरेखीखाली करा.

तुमचे नाकपुडे आणि तोंड घट्ट बंद करा आणि घड्याळाकडे पहा. काही वेळानंतर तुम्हाला काय वाटले? तुम्ही दोन्ही किती वेळ बंद ठेवू शकलात? तुम्ही तुमचा श्वास किती वेळ धरू शकला ही वेळ लिहून ठेवा (आकृती ६.२).

तर, आता तुम्हाला माहित आहे की श्वास न घेता तुम्ही बराच काळ टिकू शकत नाही.

श्वासोच्छ्वास म्हणजे श्वसन अवयवांच्या मदतीने प्राणवायूने समृद्ध हवा शरीरात घेणे आणि कार्बन डायऑक्साइडने समृद्ध हवा बाहेर सोडणे. प्राणवायूने समृद्ध हवा शरीरात घेण्याला श्वास घेणे (इनहेलेशन) म्हणतात आणि कार्बन डायऑक्साइडने समृद्ध हवा बाहेर सोडण्याला श्वास सोडणे (एक्झहेलेशन) म्हणतात. ही एक सतत चालणारी प्रक्रिया आहे जी सजीवाच्या आयुष्यभर सर्व वेळ चालू असते.

एखाद्या व्यक्तीने एका मिनिटात किती वेळा श्वास घेतला याला श्वासोच्छ्वास दर म्हणतात. श्वासोच्छ्वासादरम्यान श्वास घेणे आणि श्वास सोडणे पर्यायी पद्धतीने होते. एक श्वास म्हणजे एक श्वास घेणे आणि एक श्वास सोडणे. तुम्ही

आकृती ६.२ श्वास धरणे

बुज्जोने पाहिले की काही वेळ श्वास धरल्यानंतर तो श्वास सोडतो तेव्हा त्याला जोरात श्वास घ्यावा लागतो. हे असे का होते हे तुम्ही त्याला सांगू शकता का?

तुमचा श्वासोच्छ्वास दर शोधायला आवडेल का? तो स्थिर आहे की शरीराला प्राणवायूची गरज लागली की तो बदलतो हे जाणून घ्यायचे आहे का? चला पुढील क्रियाकलाप करून ते शोधूया.

क्रियाकलाप ६.२

साधारणपणे आपण आपण श्वास घेत आहोत याची आपल्याला जाणीव नसते. तथापि, तुम्ही प्रयत्न केल्यास तुमचा श्वासोच्छ्वास दर मोजू शकता. सामान्यपणे श्वास घ्या आणि सोडा. एका मिनिटात तुम्ही किती वेळा श्वास घेता आणि सोडता ते शोधा. तुम्ही श्वास घेतला तितक्याच वेळा श्वास सोडला का? आता झपाट्याने चालल्यानंतर आणि धावल्यानंतर तुमचा श्वासोच्छ्वास दर (श्वास/मिनिट) मोजा. तुम्ही संपवताच आणि पूर्ण विश्रांतीनंतर देखील तुमचा श्वासोच्छ्वास दर नोंदवा. तुमची निष्कर्ष सारणीबद्ध करा आणि विविध परिस्थितीत तुमचा श्वासोच्छ्वास दर तुमच्या वर्गमित्रांच्या श्वासोच्छ्वास दराशी तुलना करा.

वरील क्रियाकलापावरून, तुम्हाला कळले असेल की जेव्हा एखाद्या व्यक्तीला अतिरिक्त ऊर्जेची आवश्यकता असते, तेव्हा तो/ती वेगाने श्वास घेतो. परिणामी अधिक प्राणवायू

सारणी ६.१ विविध परिस्थितीत श्वासोच्छ्वास दरातील बदल

सरासरी, विश्रांती घेत असलेला प्रौढ मानवी प्राणी एका मिनिटात $15-18$ वेळा श्वास घेतो आणि सोडतो. जोरदार व्यायामादरम्यान, श्वासोच्छ्वास दर प्रति मिनिट २५ वेळांपर्यंत वाढू शकतो. आपण व्यायाम करतो तेव्हा, आपण फक्त वेगाने श्वास घेतो असे नाही तर आपण खोल श्वास देखील घेतो आणि अशाप्रकारे अधिक प्राणवायू घेतो.

आपल्या पेशींना पुरवला जातो. यामुळे अन्नाचे विघटन वेगाने होते आणि अधिक ऊर्जा मुक्त होते. शारीरिक क्रियाकलापानंतर आपल्याला भूक का लागते हे यावरून स्पष्ट होते का?

तुम्हाला झोप येण्याची भावना आली तेव्हा, तुमचा श्वासोच्छ्वास दर मंद होतो का? तुमच्या शरीराला पुरेसा प्राणवायू मिळतो का?

क्रियाकलाप ६.३

आकृती ६.३ मध्ये एका व्यक्तीने सामान्य दिवसात केलेल्या विविध क्रियाकलापांचे चित्रण केले आहे.

आकृती ६.३ विविध क्रियाकलापादरम्यान श्वासोच्छ्वास दरातील बदल

पहेलीला जाणून घ्यायचे आहे की आपल्याला झोप येत असताना किंवा डुलकी लागत असताना आपण जांभाया का घेतो.

तुम्ही सांगू शकता की कोणत्या क्रियाकलापात श्वासोच्छ्वास दर सर्वात मंद असेल आणि कोणत्या क्रियाकलापात तो सर्वात वेगवान असेल? तुमच्या अनुभवानुसार श्वासोच्छ्वास दर वाढत्या क्रमाने चित्रांना क्रमांक द्या.

६.३ आपण श्वास कसा घेतो?

आता श्वासोच्छ्वासाची यंत्रणा जाणून घेऊया. सामान्यतः आपण आपल्या नाकपुड्यांद्वारे हवा घेतो. जेव्हा आपण हवा श्वास घेतो, तेव्हा ती आपल्या नाकपुड्यांमधून नासिका पोकळीत जाते. नासिका पोकळीतून, हवा श्वासनलिकेद्वारे आपल्या फुफ्फुसांपर्यंत पोहोचते. फुफ्फुस छातीच्या पोकळीत असतात (आकृती ६.४). ही पोकळी बाजूंनी बरगड्यांनी घेरलेली असते. डायाफ्राम नावाचा एक मोठा, स्नायूंचा पटल छातीच्या पोकळीचा तळ बनवतो (आकृती ६.४). श्वासोच्छ्वासामध्ये डायाफ्राम आणि बरगड्यांच्या पिंजऱ्याची हालचाल समाविष्ट असते.

श्वास घेताना, बरगड्या वर आणि बाहेरच्या दिशेने सरकतात आणि डायाफ्राम खाली सरकते. या हालचालीमुळे आपल्या छातीच्या पोकळीत जागा वाढते आणि हवा फुफ्फुसांमध्ये ओघळते. फुफ्फुस हवेने भरतात. श्वास सोडताना, बरगड्या खाली आणि आतच्या दिशेने सरकतात, तर डायाफ्राम त्याच्या मूळ स्थितीकडे वर सरकते. यामुळे छातीच्या पोकळीचा आकार कमी होतो आणि हवा फुफ्फुसांमधून बाहेर ढकलली जाते (आकृती ६.५). आपल्या शरीरातील या हालचाली सहज जाणवू शकतात. एक खोल श्वास घ्या. तुमचा हात पोटावर ठेवा, पोटाची हालचाल जाणवा. तुम्हाला काय आढळते?

श्वासोच्छ्वासादरम्यान छातीच्या पोकळीच्या आकारात बदल होतात हे शिकल्यानंतर, मुले छाती विस्तार स्पर्धेत गुंतली. प्रत्येकजण अभिमानाने सांगत होता की तो/ती

धूम्रपानाने फुफ्फुसांना नुकसान होते. धूम्रपानाचा कर्करोगाशी देखील संबंध आहे. ते टाळले पाहिजे.

त्याचा/तिचा कमाल विस्तार करू शकतो. तुमच्या वर्गमित्रांसोबत वर्गात हा क्रियाकलाप करायला काय हरकत आहे?

आकृती ६.४ मानवी श्वसन संस्था

आपल्या सभोवतालच्या हवेत धूर, धूळ, परागकण इत्यादी विविध प्रकारचे अवांछित कण असतात. जेव्हा आपण श्वास घेतो, तेव्हा हे कण आपल्या नासिका पोकळीतील केसांमध्ये अडकतात. तथापि, कधीकधी हे कण नासिका पोकळीतील केसांमधून पुढे जाऊ शकतात. यामुळे पोकळीच्या आतील भागाला त्रास होऊ शकतो, परिणामी आपण शिंकतो. शिंकल्याने श्वासात घेतलेल्या हवेतील हे परदेशी कण बाहेर फेकले जातात आणि धूळमुक्त, स्वच्छ हवा आपल्या शरीरात प्रवेश करते.

काळजी घ्या: जेव्हा तुम्ही शिंकता, तेव्हा तुम्ही तुमचे नाक झाकले पाहिजे जेणेकरून तुम्ही बाहेर फेकलेले परदेशी कण इतर व्यक्तींद्वारे श्वासात घेतले जाऊ नयेत.

क्रियाकलाप ६.४

एक खोल श्वास घ्या. मापन टेपने छातीचा आकार मोजा (आकृती ६.६) आणि तुमची निरीक्षणे सारणी ६.२ मध्ये नोंदवा. छाती विस्तारित असताना छातीचा आकार पुन्हा मोजा आणि कोणत्या वर्गमित्राने छातीचा कमाल विस्तार दर्शविला ते दर्शवा.

आपण एका साध्या मॉडेलद्वारे श्वासोच्छ्वासाची यंत्रणा समजू शकतो.

क्रियाकलाप ६.५

एक रुंद प्लास्टिकची बाटली घ्या. तिचा तळ काढून टाका. एक वाय-आकाराची काचेची किंवा प्लास्टिकची नळी मिळवा. झाकणात एक छिद्र करा जेणेकरून नळी त्यातून जाऊ शकेल. नळीच्या कांट्यासारख्या टोकाला दोन हवा रिकामी केलेले फुगे बसवा. आकृती ६.७ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे नळी बाटलीत घाला. आता बाटलीला झाकण लावा. ती हवाबंद करण्यासाठी सील करा. बाटलीच्या उघड्या तळाशी एक पातळ रबर किंवा प्लास्टिकची शीट मोठ्या रबर बँडचा वापर करून बांधा.

आकृती ६.५ मानवांमध्ये श्वासोच्छ्वासाची यंत्रणा

सारणी ६.२: काही वर्गमित्रांच्या छातीच्या आकारावर श्वासोच्छ्वासाचा परिणाम

आकृती ६.६ छातीचा आकार मोजणे

फुफ्फुसांच्या विस्ताराचे आकलन करण्यासाठी, रबर शीट तळापासून खाली ओढा आणि फुग्यांकडे पहा. पुढे, रबर/प्लास्टिक शीट वर ढकला आणि फुग्यांचे निरीक्षण करा. तुम्हाला फुग्यांमध्ये काही बदल दिसले का?

या मॉडेलमधील फुगे काय दर्शवतात? रबर शीट काय दर्शवते?

आता, तुम्ही श्वासोच्छ्वासाची यंत्रणा स्पष्ट करू शकाल.

६.४ आपण श्वासात काय बाहेर सोडतो?

क्रियाकलाप ६.६

एक बारीक, स्वच्छ चाचणी नळी किंवा काचेची/प्लास्टिकची बाटली घ्या. त्याच्या झाकणात एक छिद्र करा आणि ते बाटलीवर बसवा. चाचणी नळीमध्ये काही ताजे तयार केलेले चुना पाणी ओतून घ्या. एक प्लास्टिकची पाईप झाकणातील छिद्रात अशा प्रकारे घाला की ती चुना पाण्यात बुडेल. आता पाईपद्वारे हळूवारपणे काही वेळा फुंकर मारा (आकृती ६.८). चुना पाण्याच्या स्वरूपात बदल झाला आहे का? तुम्ही अध्याय ५ मध्ये शिकलात त्याच्या आधारे हा बदल स्पष्ट करू शकता का?

तुम्हाला माहित आहे की आपण श्वासात घेतलेली किंवा सोडलेली हवा हे वायूंचे मिश्रण आहे. आपण श्वासात काय बाहेर सोडतो? आपण फक्त कार्बन डायऑक्साइड सोडतो की त्यासोबत वायूंचे मिश्रण सोडतो? तुम्ही हे देखील पाहिले असेल की जर तुम्ही आरशावर श्वास सोडला तर त्याच्या पृष्ठभागावर ओलावाचा एक पातळ थर दिसतो. हे थेंब कोठून येतात?

बुज्जोला जाणून घ्यायचे आहे की एखादी व्यक्ती फुफ्फुसांमध्ये किती हवा धरू शकते.

आकृती ६.७ श्वासोच्छ्वास यंत्रणा दर्शविणारे मॉडेल

चांगल्या आयुष्यासाठी श्वास घ्या

नियमित पारंपरिक श्वासोच्छ्वास व्यायाम (प्राणायाम) फुफ्फुसांची अधिक हवा घेण्याची क्षमता वाढवू शकतो. अशाप्रकारे शरीराच्या पेशींना अधिक प्राणवायू पुरवता येतो ज्यामुळे अधिक ऊर्जा मुक्त होते.

आकृती ६.८ श्वासात सोडलेल्या हवेचा चुना पाण्यावर परिणाम

६.५ इतर प्राण्यांमध्ये श्वासोच्छ्वास

हत्ती, सिंह, गायी, मेंढ्या, बेडूक, सरडे, साप, पक्षी यांसारखे प्राणी मानवांप्रमाणेच त्यांच्या छातीच्या पोकळीत फुफ्फुस धारण करतात.

इतर सजीव कसे श्वास घेतात? त्यांच्याकडे देखील मानवांसारखी फुफ्फुसे आहेत का? चला ते शोधूया.

झुरळ: झुरळाच्या शरीराच्या बाजूंना लहान छिद्रे असतात. इतर कीटकांमध्ये देखील अशीच छिद्रे असतात.

बुज्जोला जाणून घ्यायचे आहे की झुरळे, गोगलगाय, मासे, गांडुळे, मुंग्या आणि डास यांच्याकडे देखील फुफ्फुसे आहेत का.

या छिद्रांना श्वासरंध्रे (स्पायरॅकल्स) म्हणतात (आकृती ६.९). कीटकांमध्ये वायूंच्या देवाणघेवाणीसाठी ट्रॅकिया नावाच्या हवेच्या नलिकांचे जाळे असते. प्राणवायूने समृद्ध हवा श्वासरंध्रांमधून ट्रॅकियल नलिकांमध्ये ओघळते, शरीराच्या ऊतींमध्ये विसर्जित होते आणि शरीराच्या प्रत्येक पेशीपर्यंत पोहोचते. त्याचप्रमाणे, पेशींमधील कार्बन डायऑक्साइड ट्रॅकियल नलिकांमध्ये जाते आणि श्वासरंध्रांमधून बाहेर पडते. ही हवेची नलिका किंवा ट्रॅकिया फक्त कीटकांमध्ये आढळतात आणि इतर कोणत्याही प्राण्यांच्या गटात आढळत नाहीत.

आकृती ६.९ ट्रॅकियल संस्था

गांडूळ: इयत्ता सहावीच्या अध्याय ६ मधून आठवा की गांडुळे त्यांच्या त्वचेद्वारे श्वास घेतात. गांडुळाची त्वचा स्पर्श केल्यावर ओली आणि चिकट वाटते. वायू त्यांच्यातून सहजपणे जाऊ शकतात. बेडकांकडे मान