అధ్యాయం 06 జీవులలో శ్వాసక్రియ
ఒక రోజు బూజో తన తాత్తయ్యలను కలవడానికి ఎదురు చూస్తున్నాడు, వారు ఒక సంవత్సరం తర్వాత పట్టణానికి వస్తున్నారు. అతను బస్ స్టాప్ వద్ద వారిని రిసీవ్ చేయాలనుకున్నాడు కాబట్టి నిజంగా తొందరలో ఉన్నాడు. అతను వేగంగా పరిగెత్తాడు మరియు కొన్ని నిమిషాల్లో బస్ స్టాప్ చేరుకున్నాడు. అతను వేగంగా ఊపిరి పీలుస్తున్నాడు. అతని అమ్మమ్మ అతన్ని ఎందుకు ఇంత వేగంగా ఊపిరి పీలుస్తున్నావని అడిగింది. బూజో తాను అన్ని దారి పరిగెత్తి వచ్చానని ఆమెతో చెప్పాడు. కానీ ప్రశ్న అతని మనసులో నిలిచిపోయింది. పరుగెత్తడం వల్ల ఎందుకు ఒక వ్యక్తి వేగంగా ఊపిరి పీలుస్తాడో అతనికి ఆశ్చర్యం వేసింది. బూజో ప్రశ్నకు సమాధానం మనం ఎందుకు ఊపిరి పీలుస్తామో అర్థం చేసుకోవడంలో ఉంది. శ్వాస పీలుపు శ్వాసక్రియలో ఒక భాగం. శ్వాసక్రియ గురించి తెలుసుకుందాం.
6.1 మనం ఎందుకు శ్వాసిస్తాము?
అధ్యాయం 2లో మీరు నేర్చుకున్నారు, అన్ని జీవులు కణాలు అని పిలువబడే చిన్న సూక్ష్మ యూనిట్లతో తయారు చేయబడ్డాయి. ఒక కణం జీవి యొక్క అతి చిన్న నిర్మాణాత్మక మరియు క్రియాత్మక యూనిట్. జీవి యొక్క ప్రతి కణం పోషణ, రవాణా, విసర్జన మరియు ప్రత్యుత్పత్తి వంటి కొన్ని విధులను నిర్వహిస్తుంది. ఈ విధులను నిర్వహించడానికి, కణానికి శక్తి అవసరం. మనం తినేటప్పుడు, నిద్రపోయేటప్పుడు లేదా చదువుకునేటప్పుడు కూడా మనకు శక్తి అవసరం. కానీ, ఈ శక్తి ఎక్కడ నుండి వస్తుంది? మీ తల్లిదండ్రులు మీరు క్రమం తప్పకుండా తినాలని ఎందుకు పట్టుబట్టారో మీరు చెప్పగలరా? ఆహారంలో నిల్వ చేయబడిన శక్తి ఉంటుంది, ఇది శ్వాసక్రియ సమయంలో విడుదల అవుతుంది. అందువల్ల, అన్ని సజీవ జీవులు ఆహారం నుండి శక్తిని పొందడానికి శ్వాసిస్తాయి. శ్వాస పీలుపు సమయంలో, మనం గాలిని పీలుస్తాము. గాలిలో ఆక్సిజన్ ఉంటుందని మీకు తెలుసు. మనం కార్బన్ డయాక్సైడ్ తో సమృద్ధిగా ఉన్న గాలిని బయటకు వదిలేస్తాము. మనం పీల్చే గాలి శరీరం యొక్క అన్ని భాగాలకు మరియు చివరికి ప్రతి కణానికి రవాణా చేయబడుతుంది. కణాలలో, గాలిలోని ఆక్సిజన్ ఆహారం విచ్ఛిన్నం కావడానికి సహాయపడుతుంది. శక్తి విడుదలతో కణంలో ఆహారం విచ్ఛిన్నం కావడం ప్రక్రియను కణ శ్వాసక్రియ అంటారు. కణ శ్వాసక్రియ అన్ని జీవుల కణాలలో జరుగుతుంది.
కణంలో, ఆహారం (గ్లూకోజ్) ఆక్సిజన్ ఉపయోగించి కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిగా విచ్ఛిన్నం అవుతుంది. గ్లూకోజ్ విచ్ఛిన్నం ఆక్సిజన్ ఉపయోగించి జరిగినప్పుడు దానిని వాయుసహిత శ్వాసక్రియ అంటారు. ఆక్సిజన్ ఉపయోగించకుండా కూడా ఆహారాన్ని విచ్ఛిన్నం చేయవచ్చు. దీనిని అవాయుసహిత శ్వాసక్రియ అంటారు. ఆహారం విచ్ఛిన్నం శక్తిని విడుదల చేస్తుంది.
గ్లూకోజ్ $\xrightarrow[\text { of oxygen }]{\text { in the presence }}$ కార్బన్ డయాక్సైడ్ + నీరు + శక్తి
గాలి లేకుండా జీవించగలిగే ఈస్ట్ వంటి కొన్ని జీవులు ఉన్నాయని మీరు తెలుసుకోవాలి. వాటిని అనారోబ్లు అంటారు. వారు అవాయుసహిత శ్వాసక్రియ ద్వారా శక్తిని పొందుతారు. ఆక్సిజన్ లేనప్పుడు, గ్లూకోజ్ క్రింద ఇవ్వబడినట్లుగా ఆల్కహాల్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్గా విచ్ఛిన్నం అవుతుంది:
గ్లూకోజ్ $\xrightarrow[\text { of oxygen }]{\text { in the absence }}$ ఆల్కహాల్ + కార్బన్ డయాక్సైడ్ + శక్తి
ఈస్ట్లు ఏకకణ జీవులు. అవి అవాయుసహితంగా శ్వాసిస్తాయి మరియు ఈ ప్రక్రియలో ఆల్కహాల్ను ఇస్తాయి. అందువల్ల, వాటిని వైన్ మరియు బీర్ తయారు చేయడానికి ఉపయోగిస్తారు.
మన కండరాల కణాలు కూడా అవాయుసహితంగా శ్వాసించగలవు, కానీ తాత్కాలికంగా ఆక్సిజన్ లోపం ఉన్నప్పుడు, చిన్న సమయం పాటు మాత్రమే. భారీ వ్యాయామం, వేగంగా పరుగెత్తడం (Fig. 6.1), సైక్లింగ్, చాలా గంటలు నడవడం లేదా భారీ బరువు ఎత్తడం సమయంలో, శక్తి అవసరం ఎక్కువగా ఉంటుంది. కానీ శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి ఆక్సిజన్ సరఫరా పరిమితంగా ఉంటుంది. అప్పుడు శక్తి అవసరాన్ని తీర్చడానికి కండరాల కణాలలో అవాయుసహిత శ్వాసక్రియ జరుగుతుంది:
$$ \underset{\text { (in muscle) }}{\text { Glucose }} \xrightarrow[\text { of oxygen }]{\text { in the absence }} \text { lactic acid }+ \text { energy } $$
Fig. 6.1 వ్యాయామం సమయంలో, కొన్ని కండరాలు అవాయుసహితంగా శ్వాసించవచ్చు
మీరు ఎప్పుడైనా ఆలోచించారా, భారీ వ్యాయామం తర్వాత మీకు కండరాల మంటలు ఎందుకు వస్తాయి? కండరాల కణాలు అవాయుసహితంగా శ్వాసించినప్పుడు మంటలు వస్తాయి. గ్లూకోజ్ యొక్క పాక్షిక విచ్ఛిన్నం లాక్టిక్ ఆమ్లాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది. లాక్టిక్ ఆమ్లం సంచయం కండరాల మంటలకు కారణమవుతుంది. వేడి నీటి స్నానం లేదా మసాజ్ తర్వాత మంటల నుండి మనకు ఉపశమనం లభిస్తుంది. ఇది ఎందుకు అని మీరు ఊహించగలరా? వేడి నీటి స్నానం లేదా మసాజ్ రక్తప్రసరణను మెరుగుపరుస్తుంది. ఫలితంగా, కండరాల కణాలకు ఆక్సిజన్ సరఫరా పెరుగుతుంది. ఆక్సిజన్ సరఫరా పెరగడం వలన లాక్టిక్ ఆమ్లం పూర్తిగా కార్బన్ డయాక్సైడ్ మరియు నీటిగా విచ్ఛిన్నం అవుతుంది.
6.2 శ్వాస పీలుపు
కృత్యం 6.1
జాగ్రత్త ఈ కృత్యాన్ని మీ ఉపాధ్యాయుని పర్యవేక్షణలో చేయండి.
మీ ముక్కు మరియు నోరు గట్టిగా మూసివేసి, గడియారం వైపు చూడండి. కొంత సమయం తర్వాత మీకు ఏమి అనిపించింది? మీరు రెండింటినీ ఎంతకాలం మూసి ఉంచగలిగారు? మీరు మీ ఊపిరిని ఎంతకాలం పట్టుకోగలిగారో సమయాన్ని గుర్తించండి (Fig. 6.2).
కాబట్టి, ఇప్పుడు మీకు తెలుసు, శ్వాస పీలుపు లేకుండా మీరు ఎక్కువసేపు జీవించలేరు.
శ్వాస పీలుపు అంటే శ్వాస అవయవాల సహాయంతో ఆక్సిజన్ తో సమృద్ధిగా ఉన్న గాలిని లోపలికి తీసుకోవడం మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ తో సమృద్ధిగా ఉన్న గాలిని బయటకు వదిలించడం. ఆక్సిజన్ తో సమృద్ధిగా ఉన్న గాలిని శరీరంలోకి తీసుకోవడాన్ని శ్వాసాకర్షణ అంటారు మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ తో సమృద్ధిగా ఉన్న గాలిని బయటకు వదిలించడాన్ని శ్వాస విసర్జన అంటారు. ఇది ఒక నిరంతర ప్రక్రియ, ఇది జీవి జీవితాంతం అన్ని సమయాల్లో జరుగుతూనే ఉంటుంది.
ఒక నిమిషంలో ఒక వ్యక్తి ఎన్నిసార్లు ఊపిరి పీలుస్తాడో దానిని శ్వాస పీలుపు రేటు అంటారు. శ్వాస పీలుపు సమయంలో శ్వాసాకర్షణ మరియు శ్వాస విసర్జన ప్రత్యామ్నాయంగా జరుగుతాయి. ఒక శ్వాసం అంటే ఒక శ్వాసాకర్షణ ప్లస్ ఒక శ్వాస విసర్జన. మీరు
Fig. 6.2 ఊపిరిని పట్టుకోవడం
బూజో గమనించాడు, కొంత సమయం పాటు ఊపిరిని పట్టుకున్న తర్వాత దాన్ని వదిలేస్తే, అతను భారీగా ఊపిరి పీల్చవలసి వచ్చింది. అది ఎందుకు అని మీరు అతనికి చెప్పగలరా?
మీ శ్వాస పీలుపు రేటును కనుగొనాలనుకుంటున్నారా? ఇది స్థిరంగా ఉందా లేదా శరీరానికి ఆక్సిజన్ అవసరాన్ని బట్టి మారుతుందా తెలుసుకోవాలనుకుంటున్నారా? కింది కృత్యం చేస్తూ తెలుసుకుందాం.
కృత్యం 6.2
సాధారణంగా మనం ఊపిరి పీలుస్తున్నామని మనకు తెలియదు. అయితే, మీరు ప్రయత్నిస్తే మీ శ్వాస పీలుపు రేటును లెక్కించవచ్చు. సాధారణంగా ఊపిరి పీల్చండి మరియు బయటకు వదిలించండి. ఒక నిమిషంలో మీరు ఎన్నిసార్లు ఊపిరి పీలుస్తారు మరియు బయటకు వదిలేస్తారో కనుగొనండి? మీరు బయటకు వదిలించిన సంఖ్యలోనే లోపలికి పీల్చారా? ఇప్పుడు వేగంగా నడిచిన తర్వాత మరియు పరిగెత్తిన తర్వాత మీ శ్వాస పీలుపు రేటును (నిమిషానికి శ్వాసల సంఖ్య) లెక్కించండి. మీరు పూర్తి చేసిన వెంటనే మరియు పూర్తి విశ్రాంతి తర్వాత కూడా మీ శ్వాస పీలుపు రేటును రికార్డ్ చేయండి. మీ కనుగొన్న వాటిని పట్టికలో చేసి, వివిధ పరిస్థితుల్లో మీ శ్వాస పీలుపు రేట్లను మీ సహాధ్యాయుల వాటితో పోల్చండి.
పై కృత్యం నుండి, ఒక వ్యక్తికి అదనపు శక్తి అవసరమైనప్పుడల్లా, అతను/ఆమె వేగంగా ఊపిరి పీలుస్తాడు/పీలుస్తుంది అని మీరు తప్పక గ్రహించారు. ఫలితంగా ఎక్కువ ఆక్సిజన్
Table 6.1 వివిధ పరిస్థితుల్లో శ్వాస పీలుపు రేటులో మార్పులు
| సహాధ్యాయి పేరు | $\qquad$ $\qquad$ శ్వాస పీలుపు రేటు | |||
|---|---|---|---|---|
| సాధారణ | వేగంగా నడిచిన | పరిగెత్తిన తర్వాత | విశ్రాంతిగా ఉన్నప్పుడు | |
| 10 నిమిషాలు తర్వాత | వేగంగా 100 మీ | |||
| స్వయంగా | ||||
సగటున, విశ్రాంతిగా ఉన్న ఒక వయోజన మానవుడు నిమిషానికి $15-18$ సార్లు లోపలికి పీల్చి బయటకు వదిలేస్తాడు. భారీ వ్యాయామం సమయంలో, శ్వాస పీలుపు రేటు నిమిషానికి 25 సార్లు వరకు పెరుగుతుంది. మనం వ్యాయామం చేస్తున్నప్పుడు, మనం వేగంగా ఊపిరి పీలుస్తాము మాత్రమే కాదు, మనం లోతుగా ఊపిరి పీలుస్తాము మరియు అందువలన ఎక్కువ ఆక్సిజన్ను పీలుస్తాము.
మన కణాలకు సరఫరా చేయబడుతుంది. ఇది ఆహారం విచ్ఛిన్నం చేయడాన్ని వేగవంతం చేస్తుంది మరియు ఎక్కువ శక్తి విడుదల అవుతుంది. శారీరక కార్యాచరణ తర్వాత మనకు ఎందుకు ఆకలి వేస్తుందో ఇది వివరిస్తుందా?
మీకు నిద్రపోయే అనిపించినప్పుడు, మీ శ్వాస పీలుపు రేటు తగ్గుతుందా? మీ శరీరానికి తగినంత ఆక్సిజన్ లభిస్తుందా?
కృత్యం 6.3
Figure 6.3 సాధారణంగా ఒక వ్యక్తి చేసే వివిధ కార్యకలాపాలను చూపిస్తుంది
Fig. 6.3 వివిధ కార్యకలాపాల సమయంలో శ్వాస పీలుపు రేటులో వైవిధ్యం
మనకు నిద్రపోయే లేదా మత్తుగా ఉన్నప్పుడు ఎందుకు ఆవలింతలు వస్తాయో పహేలి తెలుసుకోవాలనుకుంటుంది.
రోజు. ఏ కార్యాచరణలో, శ్వాస పీలుపు రేటు అత్యంత నెమ్మదిగా ఉంటుంది మరియు ఏది అత్యంత వేగంగా ఉంటుందో మీరు చెప్పగలరా? మీ అనుభవం ప్రకారం శ్వాస పీలుపు రేటు పెరిగే క్రమంలో చిత్రాలకు సంఖ్యలను కేటాయించండి.
6.3 మనం ఎలా ఊపిరి పీలుస్తాము?
ఇప్పుడు శ్వాస పీలుపు యాంత్రికత గురించి తెలుసుకుందాం. సాధారణంగా మనం మన ముక్కు రంధ్రాల ద్వారా గాలిని లోపలికి తీసుకుంటాము. మనం గాలిని పీల్చినప్పుడు, అది మన ముక్కు రంధ్రాల ద్వారా నాసికా గుహికలోకి వెళుతుంది. నాసికా గుహిక నుండి, గాలి మన శ్వాసనాళం ద్వారా ఊపిరితిత్తులకు చేరుకుంటుంది. ఊపిరితిత్తులు ఛాతీ గుహికలో ఉంటాయి (Fig. 6.4). ఈ గుహిక పక్కల వైపులా పక్కటెముకలతో చుట్టుముట్టబడి ఉంటుంది. డయాఫ్రమ్ అని పిలువబడే ఒక పెద్ద, కండరాల షీట్ ఛాతీ గుహిక యొక్క అడుగు భాగాన్ని ఏర్పరుస్తుంది (Fig. 6.4). శ్వాస పీలుపు డయాఫ్రమ్ మరియు పక్కటెముకల పంజరం యొక్క కదలికను కలిగి ఉంటుంది.
శ్వాసాకర్షణ సమయంలో, పక్కటెముకలు పైకి మరియు బయటికి కదులుతాయి మరియు డయాఫ్రమ్ కిందికి కదులుతుంది. ఈ కదలిక మన ఛాతీ గుహికలో స్థలాన్ని పెంచుతుంది మరియు గాలి ఊపిరితిత్తులలోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఊపిరితిత్తులు గాలితో నిండిపోతాయి. శ్వాస విసర్జన సమయంలో, పక్కటెముకలు కిందికి మరియు లోపలికి కదులుతాయి, అయితే డయాఫ్రమ్ దాని మునుపటి స్థానానికి పైకి కదులుతుంది. ఇది ఛాతీ గుహిక పరిమాణాన్ని తగ్గిస్తుంది మరియు గాలి ఊపిరితిత్తుల నుండి బయటకు నెట్టబడుతుంది (Fig. 6.5). మన శరీరంలోని ఈ కదలికలు సులభంగా అనుభవించవచ్చు. ఒక లోతైన ఊపిరి పీల్చండి. మీ అరచేతిని ఉదరంపై ఉంచండి, ఉదరం కదలికను అనుభవించండి. మీరు ఏమి కనుగొంటారు?
శ్వాస పీలుపు సమయంలో ఛాతీ గుహిక పరిమాణంలో మార్పులు ఉంటాయని తెలుసుకున్న తర్వాత, పిల్లలు ఛాతీ విస్తరణ పోటీలో పాల్గొన్నారు. ప్రతి ఒక్కరూ తాను/తను
ధూమపానం ఊపిరితిత్తులను దెబ్బతీస్తుంది. ధూమపానం క్యాన్సర్తో కూడా సంబంధం కలిగి ఉంటుంది. దానిని తప్పకుండా నివారించాలి.
దానిని గరిష్టంగా విస్తరించగలనని గర్వంగా చెప్పుకుంటున్నారు. మీ సహాధ్యాయులతో తరగతిలో ఈ కార్యాచరణ చేయడం ఎలా ఉంటుంది?
Fig 6.4 మానవ శ్వాస వ్యవస్థ
మన చుట్టూ ఉన్న గాలిలో పొగ, దుమ్ము, పుప్పొడి మొదలైన వివిధ రకాల అవాంఛిత కణాలు ఉంటాయి. మనం గాలిని పీల్చినప్పుడు, ఈ కణాలు మన నాసికా గుహికలో ఉన్న వెంట్రుకలలో చిక్కుకుంటాయి. అయితే, కొన్నిసార్లు ఈ కణాలు నాసికా గుహికలోని వెంట్రుకలను దాటవచ్చు. ఇది గుహిక యొక్క అంతర్గత పొరను చికాకు పెట్టవచ్చు, దీని ఫలితంగా మనం తుమ్ముతాము. తుమ్మడం ఈ విదేశీ కణాలను పీల్చిన గాలి నుండి బయటకు తోసేస్తుంది మరియు దుమ్ము లేని, శుభ్రమైన గాలి మన శరీరంలోకి ప్రవేశిస్తుంది.
జాగ్రత్త: మీరు తుమ్మినప్పుడు, మీరు బయటకు తోసే విదేశీ కణాలు ఇతర వ్యక్తులచే పీల్చబడకుండా ఉండటానికి మీ ముక్కును కప్పాలి.
కృత్యం 6.4
లోతైన ఊపిరి పీల్చండి. కొలిచే టేప్తో ఛాతీ పరిమాణాన్ని కొలవండి (Fig. 6.6) మరియు మీ పరిశీలనలను Table 6.2లో రికార్డ్ చేయండి. విస్తరించినప్పుడు ఛాతీ పరిమాణాన్ని మళ్లీ కొలవండి మరియు ఏ సహాధ్యాయి ఛాతీ యొక్క గరిష్ట విస్తరణను చూపిస్తాడో సూచించండి.
మనం శ్వాస పీలుపు యాంత్రికతను ఒక సాధారణ మోడల్ ద్వారా అర్థం చేసుకోవచ్చు.
కృత్యం 6.5
ఒక విశాలమైన ప్లాస్టిక్ బాటిల్ తీసుకోండి. దిగువ భాగాన్ని తీసివేయండి. ఒక Y- ఆకారపు గాజు లేదా ప్లాస్టిక్ ట్యూబ్ తీసుకోండి. ట్యూబ్ దాని గుండా వెళ్లేలా మూతలో ఒక రంధ్రం చేయండి. ట్యూబ్ యొక్క ఫోర్క్ చేసిన చివర రెండు ఉబ్బని బెలూన్లను సరిగ్గా అమర్చండి. Fig. 6.7లో చూపినట్లుగా ట్యూబ్ను బాటిల్లో ప్రవేశపెట్టండి. ఇప్పుడు బాటిల్ను మూసివేయండి. దానిని గాలి నిరోధకంగా చేయడానికి సీల్ చేయండి. బాటిల్ యొక్క తెరిచిన బేస్కు పెద్ద రబ్బర్ బ్యాండ్ ఉపయోగించి ఒక సన్నని రబ్బర్ లేదా ప్లాస్టిక్ షీట్ను కట్టండి.
Fig. 6.5 మానవులలో శ్వాస పీలుపు యాంత్రికత
Table 6.2: కొంతమంది సహాధ్యాయుల ఛాతీ పరిమాణంపై శ్వాస పీలుపు ప్రభావం
| సహాధ్యాయి పేరు | $\qquad$ $\qquad$ ఛాతీ పరిమాణం (సెం.మీ.) | ||
|---|---|---|---|
శ
The Ministry of Education has launched the SATHEE initiative in association with IIT Kanpur to provide free guidance for competitive exams. SATHEE offers a range of resources, including reference video lectures, mock tests, and other resources to support your preparation.
Please note that participation in the SATHEE program does not guarantee clearing any exam or admission to any institute.
| |||
BETA
