UPSC MainsZOOLOGY-PAPER-II201720 Marks
Q20.

रुधिर में गैसीय अभिगमन के संबंध में व्यापक लेखा प्रस्तुत करें ।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, रुधिर में गैसीय अभिगमन की प्रक्रिया को चरणबद्ध तरीके से समझाना होगा। इसमें ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन, हीमोग्लोबिन की भूमिका, गैसों के विनिमय के सिद्धांत, और विभिन्न कारकों का प्रभाव शामिल है। उत्तर को स्पष्ट और संक्षिप्त रखने के लिए, इसे विभिन्न उपशीर्षकों में विभाजित करना उचित होगा। शरीर क्रिया विज्ञान के सिद्धांतों और उदाहरणों का उपयोग करके उत्तर को अधिक प्रभावी बनाया जा सकता है।

Model Answer

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Introduction

रुधिर (रक्त) में गैसीय अभिगमन (gaseous transport) एक महत्वपूर्ण शारीरिक प्रक्रिया है जो शरीर की कोशिकाओं तक ऑक्सीजन पहुंचाती है और उनसे कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर निकालती है। यह प्रक्रिया श्वसन प्रणाली और परिसंचरण प्रणाली के बीच समन्वय से होती है। फेफड़ों में ऑक्सीजन का अवशोषण और ऊतकों में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन, दोनों ही गैसीय अभिगमन के महत्वपूर्ण पहलू हैं। यह प्रक्रिया शरीर के चयापचय (metabolism) और ऊर्जा उत्पादन के लिए आवश्यक है। गैसीय अभिगमन की दक्षता कई कारकों पर निर्भर करती है, जैसे कि रक्त का पीएच, तापमान और आंशिक दबाव।

रुधिर में ऑक्सीजन का अभिगमन

ऑक्सीजन का अभिगमन फेफड़ों से रक्त में और रक्त से ऊतकों तक होता है। यह प्रक्रिया निम्नलिखित चरणों में होती है:

  • फेफड़ों में ऑक्सीजन का अवशोषण: फेफड़ों में, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव (partial pressure) उच्च होता है, जबकि रक्त में यह कम होता है। इस दबाव अंतर के कारण, ऑक्सीजन फेफड़ों की केशिकाओं (capillaries) से रक्त में विसरित (diffuse) हो जाती है।
  • हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन का बंधन: रक्त में ऑक्सीजन का लगभग 98.5% हिस्सा हीमोग्लोबिन नामक प्रोटीन के साथ बंधकर परिवहन किया जाता है। हीमोग्लोबिन में लौह (iron) परमाणु होते हैं जो ऑक्सीजन के साथ आसानी से जुड़ जाते हैं।
  • ऑक्सीहीमोग्लोबिन का निर्माण: जब ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन के साथ बंधता है, तो ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनता है, जो रक्त को लाल रंग देता है।
  • ऊतकों में ऑक्सीजन का वितरण: ऊतकों में, ऑक्सीजन का आंशिक दबाव कम होता है, जबकि रक्त में यह उच्च होता है। इस दबाव अंतर के कारण, ऑक्सीहीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन अलग हो जाती है और ऊतकों में विसरित हो जाती है।

रुधिर में कार्बन डाइऑक्साइड का अभिगमन

कार्बन डाइऑक्साइड का अभिगमन ऊतकों से रक्त में और रक्त से फेफड़ों तक होता है। यह प्रक्रिया निम्नलिखित चरणों में होती है:

  • ऊतकों से कार्बन डाइऑक्साइड का अवशोषण: ऊतकों में, कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव उच्च होता है, जबकि रक्त में यह कम होता है। इस दबाव अंतर के कारण, कार्बन डाइऑक्साइड ऊतकों से रक्त में विसरित हो जाती है।
  • कार्बन डाइऑक्साइड का परिवहन: रक्त में कार्बन डाइऑक्साइड तीन तरीकों से परिवहन किया जाता है:
    • लगभग 7% कार्बन डाइऑक्साइड रक्त प्लाज्मा में घुल जाती है।
    • लगभग 23% कार्बन डाइऑक्साइड हीमोग्लोबिन के साथ बंधकर कार्बोहीमोग्लोबिन बनाती है।
    • लगभग 70% कार्बन डाइऑक्साइड बाइकार्बोनेट आयनों (bicarbonate ions) के रूप में परिवहन किया जाता है।
  • फेफड़ों में कार्बन डाइऑक्साइड का उत्सर्जन: फेफड़ों में, कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव कम होता है, जबकि रक्त में यह उच्च होता है। इस दबाव अंतर के कारण, कार्बन डाइऑक्साइड रक्त से फेफड़ों की केशिकाओं में विसरित हो जाती है और बाहर निकल जाती है।

गैसीय अभिगमन को प्रभावित करने वाले कारक

गैसीय अभिगमन की दक्षता कई कारकों से प्रभावित होती है:

  • तापमान: उच्च तापमान पर ऑक्सीजन का विसर्जन कम हो जाता है।
  • पीएच: रक्त का पीएच ऑक्सीजन के हीमोग्लोबिन के साथ बंधन को प्रभावित करता है।
  • आंशिक दबाव: ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव गैसों के विनिमय को प्रभावित करता है।
  • रक्त की गति: रक्त की गति गैसों के विनिमय की दर को प्रभावित करती है।
  • हीमोग्लोबिन की मात्रा: रक्त में हीमोग्लोबिन की मात्रा ऑक्सीजन के परिवहन क्षमता को प्रभावित करती है।

बोर प्रभाव (Bohr Effect)

बोर प्रभाव एक महत्वपूर्ण अवधारणा है जो बताती है कि रक्त का पीएच ऑक्सीजन के हीमोग्लोबिन के साथ बंधन को कैसे प्रभावित करता है। जब रक्त का पीएच कम होता है (यानी, यह अधिक अम्लीय होता है), तो हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन को अधिक आसानी से छोड़ देता है। यह प्रभाव ऊतकों में ऑक्सीजन के वितरण को बढ़ाता है, खासकर जब वे अधिक सक्रिय होते हैं और अधिक कार्बन डाइऑक्साइड का उत्पादन करते हैं।

Conclusion

रुधिर में गैसीय अभिगमन एक जटिल और महत्वपूर्ण प्रक्रिया है जो शरीर के जीवन के लिए आवश्यक है। ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड का कुशल परिवहन शरीर की कोशिकाओं को ऊर्जा प्रदान करता है और चयापचय क्रियाओं को बनाए रखता है। इस प्रक्रिया को प्रभावित करने वाले कारकों को समझना स्वास्थ्य और रोग की स्थितियों में महत्वपूर्ण है। भविष्य में, गैसीय अभिगमन की प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए नई तकनीकों और उपचारों का विकास किया जा सकता है।

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 Statistics

मानव शरीर में लगभग 5 लीटर रक्त होता है, जिसमें लगभग 15 ग्राम/डीएल हीमोग्लोबिन होता है। (स्रोत: Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 2021)

Source: Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology, 2021

विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) के अनुसार, दुनिया भर में हर साल लगभग 4 मिलियन लोग श्वसन संबंधी बीमारियों से मरते हैं, जिनमें से कई गैसीय अभिगमन की समस्याओं से संबंधित हैं। (स्रोत: WHO, 2023)

Source: WHO, 2023

Examples

ऊंचाई पर गैसीय अभिगमन

उच्च ऊंचाई पर, वायुमंडलीय दबाव कम होता है, जिसके परिणामस्वरूप ऑक्सीजन का आंशिक दबाव भी कम होता है। इससे शरीर को ऑक्सीजन प्राप्त करने में अधिक मेहनत करनी पड़ती है, और ऊंचाई पर रहने वाले लोगों में अक्सर लाल रक्त कोशिकाओं की संख्या बढ़ जाती है ताकि अधिक ऑक्सीजन का परिवहन किया जा सके।

Frequently Asked Questions

क्या कार्बन मोनोऑक्साइड ऑक्सीजन की तरह ही हीमोग्लोबिन से बंध सकता है?

हाँ, कार्बन मोनोऑक्साइड (CO) ऑक्सीजन की तुलना में हीमोग्लोबिन से बहुत अधिक मजबूती से बंध सकता है। यह हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन के परिवहन से रोकता है, जिससे कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता हो सकती है, जो घातक हो सकती है।

Topics Covered

BiologyHuman PhysiologyGas ExchangeBloodRespiration