UPSC MainsMEDICAL-SCIENCE-PAPER-I201520 Marks
Q14.

'हृद् आउटपुट' और 'हृद् सूचकांक' की परिभाषा दीजिए। शरीर में हृद् आउटपुट के नियमन का वर्णन कीजिए।

How to Approach

यह प्रश्न हृदय क्रिया विज्ञान (cardiac physiology) से संबंधित है। उत्तर में 'हृद् आउटपुट' और 'हृद् सूचकांक' की स्पष्ट परिभाषाएँ देनी होंगी। इसके बाद, शरीर में हृद् आउटपुट के नियमन में शामिल तंत्रिकाओं, हार्मोन और अन्य कारकों का विस्तृत वर्णन करना होगा। उत्तर को सुव्यवस्थित और वैज्ञानिक शब्दावली का उपयोग करके प्रस्तुत करना महत्वपूर्ण है। उदाहरणों और स्पष्टीकरणों का उपयोग करके अवधारणाओं को सरल बनाना चाहिए।

Model Answer

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Introduction

हृद् आउटपुट (Cardiac Output) और हृद् सूचकांक (Cardiac Index) हृदय प्रणाली के महत्वपूर्ण मापदंड हैं जो शरीर की ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की आवश्यकताओं को पूरा करने की हृदय की क्षमता को दर्शाते हैं। हृद् आउटपुट प्रति मिनट हृदय द्वारा पंप किए गए रक्त की मात्रा है, जबकि हृद् सूचकांक शरीर के सतह क्षेत्र के सापेक्ष हृद् आउटपुट है। इन दोनों मापदंडों का मूल्यांकन हृदय रोग, शॉक और अन्य गंभीर चिकित्सा स्थितियों के निदान और प्रबंधन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। इन दोनों के नियमन की समझ शरीर के होमियोस्टेसिस (homeostasis) को बनाए रखने के लिए आवश्यक है।

हृद् आउटपुट (Cardiac Output) की परिभाषा

हृद् आउटपुट (CO) प्रति मिनट हृदय द्वारा पंप किए गए रक्त की मात्रा है। इसे आमतौर पर लीटर प्रति मिनट (L/min) में मापा जाता है। यह हृदय गति (Heart Rate - HR) और स्ट्रोक वॉल्यूम (Stroke Volume - SV) का गुणनफल होता है:

CO = HR × SV

जहां:

  • HR = हृदय गति (प्रति मिनट धड़कनों की संख्या)
  • SV = स्ट्रोक वॉल्यूम (प्रत्येक धड़कन के साथ पंप किए गए रक्त की मात्रा)

हृद् सूचकांक (Cardiac Index) की परिभाषा

हृद् सूचकांक (CI) शरीर के सतह क्षेत्र के सापेक्ष हृद् आउटपुट है। इसे आमतौर पर लीटर प्रति मिनट प्रति वर्ग मीटर (L/min/m²) में मापा जाता है। यह हृद् आउटपुट को शरीर के आकार के अनुसार समायोजित करता है, जिससे विभिन्न आकार के व्यक्तियों के बीच तुलना करना आसान हो जाता है।

CI = CO / BSA

जहां:

  • CO = हृद् आउटपुट
  • BSA = शरीर सतह क्षेत्र (Body Surface Area)

शरीर में हृद् आउटपुट का नियमन

हृद् आउटपुट का नियमन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें तंत्रिका तंत्र, हार्मोन और स्थानीय कारक शामिल होते हैं। हृद् आउटपुट को प्रभावित करने वाले प्रमुख तंत्र निम्नलिखित हैं:

1. स्वायत्त तंत्रिका तंत्र (Autonomic Nervous System)

स्वायत्त तंत्रिका तंत्र हृदय गति और स्ट्रोक वॉल्यूम को नियंत्रित करके हृद् आउटपुट को प्रभावित करता है। इसके दो मुख्य भाग हैं:

  • अनुकंपी तंत्रिका तंत्र (Sympathetic Nervous System): यह हृदय गति और संकुचन शक्ति को बढ़ाता है, जिससे स्ट्रोक वॉल्यूम और हृद् आउटपुट में वृद्धि होती है।
  • पराअनुकंपी तंत्रिका तंत्र (Parasympathetic Nervous System): यह हृदय गति को कम करता है, जिससे हृद् आउटपुट में कमी आती है।

2. हार्मोन (Hormones)

कई हार्मोन हृद् आउटपुट को प्रभावित करते हैं:

  • एपिनेफ्रीन (Epinephrine) और नॉरएपिनेफ्रीन (Norepinephrine): ये हार्मोन हृदय गति और संकुचन शक्ति को बढ़ाते हैं, जिससे हृद् आउटपुट में वृद्धि होती है।
  • थायराइड हार्मोन (Thyroid Hormones): ये हार्मोन हृदय की संकुचनशीलता को बढ़ाते हैं और हृदय गति को प्रभावित करते हैं, जिससे हृद् आउटपुट में वृद्धि होती है।
  • एट्रियल नेट्रियूरेटिक पेप्टाइड (Atrial Natriuretic Peptide - ANP): यह हार्मोन रक्त की मात्रा को कम करता है और हृदय पर भार को कम करता है, जिससे हृद् आउटपुट में कमी आती है।

3. प्रीलोड (Preload)

प्रीलोड हृदय के निलय (ventricle) में रक्त की मात्रा है जो डायस्टोल (diastole) के अंत में होती है। प्रीलोड में वृद्धि स्ट्रोक वॉल्यूम को बढ़ाती है, जिससे हृद् आउटपुट में वृद्धि होती है। प्रीलोड को प्रभावित करने वाले कारक:

  • रक्त की मात्रा
  • शिरापरक वापसी (Venous Return)
  • हृदय की अनुपालनशीलता (Compliance)

4. आफ्टरलोड (Afterload)

आफ्टरलोड हृदय के निलय को रक्त पंप करने के लिए आवश्यक प्रतिरोध है। आफ्टरलोड में वृद्धि स्ट्रोक वॉल्यूम को कम करती है, जिससे हृद् आउटपुट में कमी आती है। आफ्टरलोड को प्रभावित करने वाले कारक:

  • सिस्टोलिक रक्तचाप (Systolic Blood Pressure)
  • धमनी प्रतिरोध (Arterial Resistance)

5. संकुचनशीलता (Contractility)

संकुचनशीलता हृदय की मांसपेशियों के संकुचन की शक्ति है। संकुचनशीलता में वृद्धि स्ट्रोक वॉल्यूम को बढ़ाती है, जिससे हृद् आउटपुट में वृद्धि होती है।

कारक हृद् आउटपुट पर प्रभाव
हृदय गति में वृद्धि वृद्धि
स्ट्रोक वॉल्यूम में वृद्धि वृद्धि
प्रीलोड में वृद्धि वृद्धि (एक सीमा तक)
आफ्टरलोड में वृद्धि कमी
संकुचनशीलता में वृद्धि वृद्धि

Conclusion

संक्षेप में, हृद् आउटपुट और हृद् सूचकांक हृदय प्रणाली के महत्वपूर्ण मापदंड हैं जो शरीर की ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की आवश्यकताओं को पूरा करने की हृदय की क्षमता को दर्शाते हैं। हृद् आउटपुट का नियमन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें स्वायत्त तंत्रिका तंत्र, हार्मोन, प्रीलोड, आफ्टरलोड और संकुचनशीलता शामिल हैं। इन कारकों की समझ हृदय रोग और अन्य चिकित्सा स्थितियों के निदान और प्रबंधन के लिए आवश्यक है। भविष्य में, हृद् आउटपुट के नियमन को बेहतर ढंग से समझने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है, ताकि हृदय रोगों के लिए अधिक प्रभावी उपचार विकसित किए जा सकें।

Answer Length

This is a comprehensive model answer for learning purposes and may exceed the word limit. In the exam, always adhere to the prescribed word count.

Additional Resources

Key Definitions

स्ट्रोक वॉल्यूम (Stroke Volume)
स्ट्रोक वॉल्यूम प्रत्येक हृदय चक्र के दौरान हृदय के निलय द्वारा पंप किए गए रक्त की मात्रा है।
प्रीलोड (Preload)
प्रीलोड हृदय के निलय में रक्त की मात्रा है जो डायस्टोल के अंत में होती है।

Key Statistics

एक सामान्य वयस्क में, आराम करते समय हृद् आउटपुट लगभग 4-6 लीटर प्रति मिनट होता है।

Source: Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology (2021)

भारत में हृदय रोग मृत्यु का एक प्रमुख कारण है, जो 2019 में कुल मौतों का लगभग 26% था।

Source: World Health Organization (WHO) (knowledge cutoff 2023)

Examples

व्यायाम के दौरान हृद् आउटपुट

व्यायाम के दौरान, शरीर की ऑक्सीजन की मांग बढ़ जाती है। इसके जवाब में, हृदय गति और स्ट्रोक वॉल्यूम दोनों बढ़ जाते हैं, जिससे हृद् आउटपुट में काफी वृद्धि होती है।

Frequently Asked Questions

हृद् सूचकांक का उपयोग क्यों किया जाता है?

हृद् सूचकांक का उपयोग शरीर के आकार के अनुसार हृद् आउटपुट को समायोजित करने के लिए किया जाता है, जिससे विभिन्न आकार के व्यक्तियों के बीच तुलना करना आसान हो जाता है।