UPSC MainsMEDICAL-SCIENCE-PAPER-I202115 Marks
Q23.

हृद् निकासी के नियमन की मुख्य क्रियाविधियों का वर्णन कीजिए। मध्यम समतानी व्यायाम करने पर हृद् निकासी में दृष्टगत परिवर्तनों पर एक टिप्पणी लिखिए।

How to Approach

इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए, हृदय निकासी (cardiac output) के नियमन की मुख्य क्रियाविधियों को स्पष्ट रूप से समझाना आवश्यक है। इसमें हृदय गति, स्ट्रोक वॉल्यूम और वैसोमोटर नियंत्रण जैसे कारकों पर ध्यान केंद्रित करना होगा। इसके अतिरिक्त, मध्यम समतानी व्यायाम के दौरान हृदय निकासी में होने वाले परिवर्तनों का विस्तृत विवरण देना होगा, जिसमें हृदय गति, स्ट्रोक वॉल्यूम और कुल हृदय निकासी में परिवर्तन शामिल हैं। उत्तर को स्पष्ट, संक्षिप्त और वैज्ञानिक रूप से सटीक होना चाहिए।

Model Answer

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Introduction

हृदय निकासी (Cardiac Output) शरीर की कोशिकाओं को ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की आपूर्ति करने के लिए हृदय द्वारा प्रति मिनट पंप किए गए रक्त की मात्रा है। यह हृदय स्वास्थ्य और समग्र शारीरिक क्रिया का एक महत्वपूर्ण संकेतक है। हृदय निकासी को हृदय गति (Heart Rate) और स्ट्रोक वॉल्यूम (Stroke Volume) के गुणनफल के रूप में परिभाषित किया जाता है। हृदय गति प्रति मिनट हृदय के धड़कनों की संख्या है, जबकि स्ट्रोक वॉल्यूम प्रत्येक धड़कन के साथ हृदय द्वारा पंप किए गए रक्त की मात्रा है। हृदय निकासी का नियमन शरीर की तात्कालिक आवश्यकताओं के अनुसार किया जाता है, जैसे कि व्यायाम, तनाव या आराम।

हृदय निकासी के नियमन की मुख्य क्रियाविधियाँ

हृदय निकासी का नियमन कई जटिल क्रियाविधियों द्वारा किया जाता है, जिन्हें निम्नलिखित भागों में विभाजित किया जा सकता है:

1. हृदय गति का नियमन (Regulation of Heart Rate)

  • स्वायत्त तंत्रिका तंत्र (Autonomic Nervous System): सहानुभूति तंत्रिका तंत्र (Sympathetic Nervous System) हृदय गति को बढ़ाता है, जबकि पैरासिम्पेथेटिक तंत्रिका तंत्र (Parasympathetic Nervous System) इसे कम करता है।
  • हार्मोन (Hormones): एड्रेनालाईन (Adrenaline) और नॉरएड्रेनालाईन (Noradrenaline) जैसे हार्मोन हृदय गति को बढ़ाते हैं।
  • बेयन-होप रिफ्लेक्स (Bainbridge Reflex): एट्रियल वॉल्यूम में वृद्धि हृदय गति को बढ़ाती है।
  • सिनोएट्रियल नोड (Sinoatrial Node): यह हृदय का प्राकृतिक पेसमेकर है और हृदय गति को नियंत्रित करता है।

2. स्ट्रोक वॉल्यूम का नियमन (Regulation of Stroke Volume)

  • प्रीलोड (Preload): वेंट्रिकुलर डायस्टोलिक वॉल्यूम (Ventricular Diastolic Volume) जितना अधिक होगा, स्ट्रोक वॉल्यूम उतना ही अधिक होगा (फ्रैंक-स्टारलिंग तंत्र)।
  • आफ्टरलोड (Afterload): महाधमनी प्रतिरोध (Aortic Resistance) जितना अधिक होगा, स्ट्रोक वॉल्यूम उतना ही कम होगा।
  • कॉन्ट्रैक्टिलिटी (Contractility): हृदय की मांसपेशियों के संकुचन की शक्ति जितनी अधिक होगी, स्ट्रोक वॉल्यूम उतना ही अधिक होगा।

3. वैसोमोटर नियंत्रण (Vasomotor Control)

  • स्थानीय मेटाबोलिक कारक (Local Metabolic Factors): ऊतकों में ऑक्सीजन की कमी और कार्बन डाइऑक्साइड की अधिकता रक्त वाहिकाओं को फैलाती है, जिससे रक्त प्रवाह बढ़ता है।
  • तंत्रिका नियंत्रण (Neural Control): सहानुभूति तंत्रिका तंत्र रक्त वाहिकाओं को संकुचित करता है, जबकि पैरासिम्पेथेटिक तंत्रिका तंत्र कुछ रक्त वाहिकाओं को फैलाता है।
  • हार्मोन (Hormones): रेनिन-एंजियोटेंसिन-एल्डोस्टेरोन प्रणाली (Renin-Angiotensin-Aldosterone System) रक्त वाहिकाओं को संकुचित करती है और रक्तचाप बढ़ाती है।

मध्यम समतानी व्यायाम करने पर हृदय निकासी में दृष्टगत परिवर्तन

मध्यम समतानी व्यायाम (Moderate Steady-State Exercise) करने पर हृदय निकासी में निम्नलिखित परिवर्तन होते हैं:

  • हृदय गति में वृद्धि (Increase in Heart Rate): व्यायाम के दौरान हृदय गति बढ़ जाती है, क्योंकि शरीर को अधिक ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की आवश्यकता होती है।
  • स्ट्रोक वॉल्यूम में वृद्धि (Increase in Stroke Volume): व्यायाम के दौरान स्ट्रोक वॉल्यूम भी बढ़ जाता है, क्योंकि प्रीलोड और कॉन्ट्रैक्टिलिटी में वृद्धि होती है।
  • हृदय निकासी में वृद्धि (Increase in Cardiac Output): हृदय गति और स्ट्रोक वॉल्यूम दोनों में वृद्धि के कारण हृदय निकासी में महत्वपूर्ण वृद्धि होती है।
पैरामीटर आराम अवस्था मध्यम व्यायाम परिवर्तन
हृदय गति (Heart Rate) 60-80 बीपीएम 120-140 बीपीएम +100%
स्ट्रोक वॉल्यूम (Stroke Volume) 70-90 मिली 100-120 मिली +40%
हृदय निकासी (Cardiac Output) 4.2-7.2 लीटर/मिनट 12-16.8 लीटर/मिनट +200%

यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि हृदय निकासी में परिवर्तन व्यायाम की तीव्रता, व्यक्ति की फिटनेस स्तर और अन्य कारकों पर निर्भर करता है।

Conclusion

संक्षेप में, हृदय निकासी का नियमन हृदय गति, स्ट्रोक वॉल्यूम और वैसोमोटर नियंत्रण की जटिल क्रियाविधियों द्वारा किया जाता है। मध्यम समतानी व्यायाम करने पर हृदय गति और स्ट्रोक वॉल्यूम दोनों में वृद्धि होती है, जिसके परिणामस्वरूप हृदय निकासी में महत्वपूर्ण वृद्धि होती है। यह वृद्धि शरीर की ऑक्सीजन और पोषक तत्वों की बढ़ती मांगों को पूरा करने में मदद करती है। हृदय स्वास्थ्य को बनाए रखने के लिए नियमित व्यायाम महत्वपूर्ण 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 Definitions

स्ट्रोक वॉल्यूम
स्ट्रोक वॉल्यूम प्रत्येक हृदय चक्र के दौरान हृदय द्वारा पंप किए गए रक्त की मात्रा है। यह हृदय के वेंट्रिकल द्वारा प्रति धड़कन में निष्कासित रक्त की मात्रा को दर्शाता है।
फ्रैंक-स्टारलिंग तंत्र
यह तंत्र बताता है कि हृदय जितना अधिक रक्त से भरता है (प्रीलोड), वह उतनी ही अधिक शक्ति से सिकुड़ता है, जिससे स्ट्रोक वॉल्यूम बढ़ जाता है।

Key Statistics

विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO) के अनुसार, हृदय रोग वैश्विक स्तर पर मृत्यु का प्रमुख कारण है, जो प्रति वर्ष लगभग 17.9 मिलियन मौतों के लिए जिम्मेदार है (2019)।

Source: विश्व स्वास्थ्य संगठन (WHO)

भारत में, 20 से 79 वर्ष की आयु के लगभग 28 मिलियन लोग हृदय रोग से पीड़ित हैं (2021)।

Source: भारतीय हृदय अनुसंधान फाउंडेशन (Indian Heart Research Foundation)

Examples

मैराथन धावक

मैराथन धावकों में नियमित व्यायाम के कारण हृदय का आकार बढ़ जाता है और स्ट्रोक वॉल्यूम में वृद्धि होती है, जिससे उनकी हृदय निकासी क्षमता बढ़ जाती है।

Frequently Asked Questions

हृदय निकासी को कैसे मापा जाता है?

हृदय निकासी को इकोकार्डियोग्राफी, कार्डियक कैथीटेराइजेशन और बायोइम्पेडेंस कार्डियोग्राफी जैसी विभिन्न तकनीकों का उपयोग करके मापा जा सकता है।