Follow Us
মাধ্যম নির্বাচন করুন / Select Medium:
Eng (English) Beng (বাংলা) Hindi (हिन्दी)
পশ্চিমবঙ্গ মধ্যশিক্ষা পর্ষদ (WBBSE) • শ্রেণি XI • Biology • অধ্যায় 15
আনুমানিক সময়: ৪৫ মিনিট
অগ্রগতি: অধ্যয়নে সক্রিয়

শ্বাসকার্য ও গ্যাসীয় বিনিময়

শ্বাসকার্য ও গ্যাসীয় বিনিময় হলো WBCHSE একাদশ শ্রেণির জীববিদ্যার মানব শারীরবিদ্যা এককের দ্বিতীয় অপরিহার্য অধ্যায়। এই মাস্টার পাঠ্যক্রমে পরিবাহী ও বিনিময় অঞ্চলের শারীরস্থান, বয়েলের সূত্রের ভিত্তিতে প্রশ্বাস-নিঃশ্বাসের কৌশল, ক্লিনিক্যাল স্পাইরোমেট্রি (TV, IRV, ERV, RV, VC, TLC), আংশিক চাপের ব্যাপন গতিবিদ্যা, অক্সিহিমোগ্লোবিন কো-অপারেটিভিটি, বোর ও হ্যালডেন প্রভাব, কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ বিক্রিয়া, ক্লোরাইড শিফট (হ্যামবার্গার ঘটনা), মস্তিষ্ককাণ্ডের শ্বসন ছন্দ নিয়ন্ত্রণ এবং হাঁপানি ও এমফাইসিমার মতো রোগব্যাধি বিস্তৃতভাবে আলোচনা করা হয়েছে।

অধ্যায়টির গুরুত্ব

বায়ু চলাচল এবং গ্যাস পরিবহনের জৈবভৌত নীতি অনুধাবন করা কোষীয় অবাত-সবাত বিপাক, অম্ল-ক্ষার ভারসাম্য রক্ষা এবং ফুসফুসীয় রোগব্যাধির চিকিৎসায় অত্যন্ত জরুরি। এটি পালমোনোলজি, ক্রিটিক্যাল কেয়ার, অ্যানেস্থেসিওলজি, ক্রীড়া শারীরবিদ্যা এবং উচ্চতাজনিত চিকিৎসাবিজ্ঞানের ভিত্তিমূল গঠন করে।

অধ্যায়ের বিষয়সূচি ও রূপরেখা

1 মডিউল ১: মানব শ্বসনতন্ত্রের অঙ্গসংস...
2 মডিউল ২: ফুসফুসীয় বায়ু চলাচলের কৌ...
3 মডিউল ৩: স্পাইরোমেট্রি: ফুসফুসীয় ব...
4 মডিউল ৪: ব্যাপন ঝিল্লি ও গ্যাসীয় ব...
5 মডিউল ৫: গ্যাসীয় পরিবহন ও জৈবরায়ন...
6 মডিউল ৬: শ্বসনকার্যের স্নায়বিক ও র...

সম্পূর্ণ তত্ত্ব ও ধারণাগত আলোচনা

মডিউল ১: মানব শ্বসনতন্ত্রের অঙ্গসংস্থান ও গাঠনিক বিন্যাস

শ্বসন হলো একটি অপরিহার্য শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে বায়ুমণ্ডলীয় অক্সিজেন ($\text{O}_2$) কোষীয় বিপাকীয় কার্যাবলীর জন্য কোষে সরবরাহ করা হয় এবং পুষ্টি উপাদানের জারণের মাধ্যমে এটিপি ($\text{ATP}$) তৈরির পাশাপাশি উৎপন্ন ক্ষতিকারক কার্বন ডাইঅক্সাইড ($\text{CO}_2$) শরীর থেকে নিষ্কাশিত হয়। মানব শ্বসনতন্ত্র কার্যগত ও গাঠনিকভাবে দুটি প্রধান অঞ্চলে বিভক্ত: পরিবাহী অঞ্চল (Conducting Zone) এবং শ্বসন বা বিনিময় অঞ্চল (Respiratory/Exchange Zone)।

কার্যগত বিভাজন অ্যানাটমিক্যাল অংশসমূহ কলাস্থান ও শারীরবৃত্তীয় ভূমিকা
১. পরিবাহী অঞ্চল (Conducting Zone) বহিঃনাসারন্ধ্র $\to$ নাসা গহ্বর $\to$ অন্তঃনাসারন্ধ্র $\to$ গলবিল (নাসাগলবিল, মুখগলবিল, স্বরগলবিল) $\to$ স্বরযন্ত্র বা ল্যারিংস $\to$ শ্বাসনালী (Trachea) $\to$ প্রাথমিক, গৌণ ও প্রগৌণ ব্রঙ্কাই $\to$ প্রান্তীয় ব্রঙ্কিওল। সিউডোস্ট্র্যাটিফাইড সিলিয়াযুক্ত স্তম্ভাকার আবরণী কলা, মিউকাস ক্ষরণকারী গবলেট কোষ ও রক্তজালক সমৃদ্ধ। এটি বায়ুকে পরিবাহিত করে, ধূলিকণা ও জীবাণু ফিল্টার করে (মিউকোসিলিয়ারি এস্কেলেটর), বায়ুকে ১০০% আর্দ্র করে এবং দেহের স্বাভাবিক তাপমাত্রায় ($37^\circ\text{C}$) উত্তপ্ত করে। এখানে কোনো গ্যাসীয় বিনিময় ঘটে না।
২. শ্বসন/বিনিময় অঞ্চল (Respiratory Zone) শ্বসন ব্রঙ্কিওল $\to$ বায়ুকোষ নালী (Alveolar duct) $\to$ বায়ুকোষ থলি (Alveolar sac) $\to$ অ্যালভিওলাই বা বায়ুকোষ (উভয় ফুসফুসে প্রায় ৩০ কোটি বায়ুকোষ)। অত্যন্ত পাতলা সরল আঁইশাকার আবরণী কলা (Type I নিউমোসাইট) দ্বারা গঠিত। এটি প্রায় ৭০–১০০ বর্গমিটার (একটি টেনিস কোর্টের সমতুল্য) এক বিশাল রক্তজালকসমৃদ্ধ তল প্রদান করে, যেখানে ব্যাপন প্রক্রিয়ায় $\text{O}_2$ ও $\text{CO}_2$-এর দ্রুত বিনিময় ঘটে।

শ্বাসনালী (Trachea) ও T5 কশেরুকায় ব্রঙ্কিয়াল বিভাজন

শ্বাসনালী বা ট্রাকিয়া (Trachea): এটি প্রায় ১০–১২ সেমি দীর্ঘ ও ২–২.৫ সেমি ব্যাসযুক্ত একটি সোজা নালী। এর প্রাচীরে ১৬ থেকে ২০টি অপূর্ণ 'C'-আকৃতির হায়ালিন তরুণাস্থি নির্মিত বলয় থাকে, যা প্রশ্বাসের সময় অন্তঃস্থ ঋণাত্মক চাপে শ্বাসনালীকে চুপসে (collapse) যাওয়া থেকে রক্ষা করে।

  • বিভাজনের ল্যান্ডমার্ক: পঞ্চম বক্ষদেশীয় কশেরুকার ($T_5$) সমতলে ট্রাকিয়া দুটি প্রধান শাখায় অর্থাৎ ডান ও বাম প্রাথমিক ব্রঙ্কাসে বিভক্ত হয়। ডান ব্রঙ্কাসটি বামটির তুলনায় অধিকতর চওড়া, খাটো এবং উল্লম্ব হওয়ায় শ্বাসনালীতে কোনো বাহ্যিক বস্তু প্রবেশ করলে তা সাধারণত ডান ফুসফুসেই প্রবেশ করে।
  • শাখাবিন্যাস: প্রাথমিক ব্রঙ্কাস $\to$ গৌণ বা লোবার ব্রঙ্কাই (ডান ফুসফুসে ৩টি, বামে ২টি) $\to$ প্রগৌণ বা সেগমেন্টাল ব্রঙ্কাই $\to$ ব্রঙ্কিওল $\to$ প্রান্তীয় ব্রঙ্কিওল। ব্রঙ্কিওল পর্যন্ত তরুণাস্থির ফলক বর্তমান থাকে।
  • স্বরযন্ত্র ও এপিগ্লটিস: ল্যারিংস ৯টি তরুণাস্থি দিয়ে গঠিত (থাইরয়েড, ক্রিকয়েড, এপিগ্লটিস ইত্যাদি)। এপিগ্লটিস বা উপজিহ্বা হলো একটি পাতা আকৃতির স্থিতিস্থাপক তরুণাস্থির ঢাকনা, যা খাদ্য গিলে ফেলার সময় গ্লটিসকে ঢেকে রেখে শ্বাসনালীতে খাদ্যের প্রবেশ বন্ধ করে।

বক্ষ গহ্বর ও প্লুরাল পর্দার গঠন

ফুসফুস দুটি একটি বায়ুরোধী বক্ষ গহ্বরে (Thoracic Cavity) সুরক্ষিত থাকে। এই গহ্বরটি পৃষ্ঠদেশে বক্ষদেশীয় কশেরুকা, অঙ্কদেশে স্টার্নাম, পার্শ্বদেশে ১২ জোড়া পাঁজর ও ইন্টারকোস্টাল পেশী এবং নিম্নদেশে গম্বুজাকৃতির পেশিময় মধ্যচ্ছদা (Diaphragm) দ্বারা বেষ্টিত। প্রতিটি ফুসফুস দ্বিস্তরবিশিষ্ট প্লুরা (Pleura) পর্দা দ্বারা আবৃত:

  • প্যারাইটাল প্লুরা (Parietal Pleura): বহিরাবরণী, যা বক্ষপ্রাচীর ও ডায়াফ্রামের সংস্পর্শে দৃঢ়ভাবে যুক্ত থাকে।
  • ভিসেরাল প্লুরা (Visceral Pleura): অন্তরাবরণী, যা সরাসরি ফুসফুসের বহিঃপৃষ্ঠের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে যুক্ত থাকে।
  • প্লুরাল গহ্বর ও রস: এই দুই স্তরের মধ্যবর্তী সূক্ষ্ম স্থানে প্লুরাল তরল (Pleural fluid) থাকে, যা শ্বাস-প্রশ্বাসের সময় ঘর্ষণ হ্রাস করে এবং একটি সার্বক্ষণিক ঋণাত্মক অন্তঃপ্লুরাল চাপ ($-4\text{ to } -6\text{ mmHg}$) বজায় রেখে ফুসফুসকে চুপসে যাওয়া থেকে রক্ষা করে।

মডিউল ২: ফুসফুসীয় বায়ু চলাচলের কৌশল ও চাপীয় শারীরবিদ্যা

শ্বাসকার্য বা ভেন্টিলেশন (Pulmonary Ventilation) হলো এমন একটি ভৌত প্রক্রিয়া যার মাধ্যমে বায়ুমণ্ডল থেকে তাজা বাতাস ফুসফুসের বায়ুকোষে প্রবেশ করে এবং বায়ুকোষের দূষিত বাতাস বায়ুমণ্ডলে নির্গত হয়। এটি সম্পূর্ণভাবে বক্ষ গহ্বরের আয়তন পরিবর্তনের ফলে সৃষ্ট চাপের পার্থক্যের ওপর নির্ভরশীল, যা বয়েলের সূত্র ($P \propto \frac{1}{V}$) মেনে চলে।

১. প্রশ্বাস (Inspiration - সক্রিয় প্রক্রিয়া, সময়কাল ~২ সেকেন্ড)

যখন ফুসফুসীয় চাপ ($P_{pul}$) বায়ুমণ্ডলীয় চাপের ($P_{atm} = 760\text{ mmHg}$) চেয়ে কমে যায়, তখন প্রশ্বাস ঘটে:

  • মধ্যচ্ছদার (Diaphragm) সংকোচন: ফ্রেনিক স্নায়ুর উদ্দীপনায় গম্বুজাকৃতি ডায়াফ্রাম সংকুচিত ও চ্যাপ্টা হয়ে উদর গহ্বরের দিকে নেমে যায়। এর ফলে বক্ষ গহ্বর অনুদৈর্ঘ্য বা অগ্র-পশ্চাৎ অক্ষে (Antero-posterior axis) প্রসারিত হয়।
  • বহিঃস্থ ইন্টারকোস্টাল পেশীর (EICM) সংকোচন: ১১ জোড়া EICM সংকুচিত হলে পাঁজর ও স্টার্নাম ওপরের দিকে ও বাইরের দিকে উত্তোলিত হয়। এতে বক্ষ গহ্বর পৃষ্ঠ-অঙ্কীয় অক্ষে (Dorso-ventral axis) প্রসারিত হয়।
  • চাপের পরিবর্তন: সামগ্রিক বক্ষীয় আয়তন বৃদ্ধি পায় $\to$ ফুসফুসের আয়তন বাড়ে $\to$ অন্তঃফুসফুসীয় চাপ প্রায় $-1\text{ mmHg}$ ($759\text{ mmHg}$) হ্রাস পায় $\to$ চাপ সমতায় না আসা পর্যন্ত বায়ুমণ্ডল থেকে বায়ু ফুসফুসে প্রবেশ করে।
২. নিঃশ্বাস (Expiration - বিশ্রামে নিষ্ক্রিয় প্রক্রিয়া, সময়কাল ~৩ সেকেন্ড)

বিশ্রামকালে স্বাভাবিক নিঃশ্বাস সম্পূর্ণ একটি নিষ্ক্রিয় প্রক্রিয়া, যাতে কোনো এটিপি খরচ হয় না:

  • পেশীর শিথিলকরণ: মধ্যচ্ছদা শিথিল হয়ে পুনরায় ওপরে উঠে পূর্বের গম্বুজাকৃতি ধারণ করে। একই সাথে বহিঃস্থ ইন্টারকোস্টাল পেশী শিথিল হওয়ায় পাঁজর ও স্টার্নাম অভিকর্ষ ও স্থিতিস্থাপকতার প্রভাবে নিচে নেমে আসে।
  • চাপের পরিবর্তন: বক্ষ গহ্বরের আয়তন হ্রাস পায় $\to$ ফুসফুসের স্থিতিস্থাপক প্রতিক্ষেপের কারণে অন্তঃফুসফুসীয় চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে $+1\text{ mmHg}$ ($761\text{ mmHg}$) বৃদ্ধি পায় $\to$ বায়ু ফুসফুস থেকে বাইরে নির্গত হয়।
  • বলপূর্বক নিঃশ্বাস (Forced Expiration - সক্রিয়): ব্যায়াম, কাশি বা ফু দেওয়ার সময় নিঃশ্বাস সক্রিয় হয়। তখন অন্তঃস্থ ইন্টারকোস্টাল পেশী (IICM) (যা পাঁজরকে ভেতরের দিকে টানে) এবং উদরীয় পেশীসমূহ (যা পেটের অঙ্গসমূহকে ডায়াফ্রামের ওপর চাপ দেয়) সংকুচিত হয়ে দ্রুত বাতাস বের করে দেয়।

ফুসফুসীয় সারফ্যাক্ট্যান্ট ও ল্যাপলাসের সূত্র

বায়ুকোষের ভেতরের তল আর্দ্র তরলে আবৃত থাকায় জলের অণুগুলোর পৃষ্ঠটান বায়ুকোষকে চুপসে দিতে চায়। ল্যাপলাসের সূত্র ($P = \frac{2T}{r}$) অনুযায়ী ক্ষুদ্র বায়ুকোষে চুপসে যাওয়ার প্রবণতা বেশি।

  • সারফ্যাক্ট্যান্টের উৎস ও গঠন: বায়ুকোষ প্রাচীরের Type II অ্যালভিওলার কোষ (নিউমোসাইট) থেকে সারফ্যাক্ট্যান্ট (প্রধানত ডাইপ্যালমিটয়ল লেসিথিন / DPPC এবং প্রোটিন) ক্ষরিত হয়।
  • শারীরবৃত্তীয় গুরুত্ব: এটি পৃষ্ঠটানকে বহুলাংশে কমিয়ে দেয়, ক্ষুদ্র বায়ুকোষের চুপসে যাওয়া (অ্যাটেলেক্টাসিস) রোধ করে এবং ফুসফুসের প্রসারণ সহজসাধ্য করে। নবজাতকদের মধ্যে সারফ্যাক্ট্যান্টের ঘাটতি হলে রেসপিরেটরি ডিসট্রেস সিনড্রোম (NRDS) দেখা দেয়।

মডিউল ৩: স্পাইরোমেট্রি: ফুসফুসীয় বায়ুর আয়তন ও ধারণক্ষমতা

শ্বাসকার্যের সময় ফুসফুসে গৃহীত ও বর্জিত বায়ুর পরিমাণ নির্ণয় করার ক্লিনিক্যাল পদ্ধতিকে স্পাইরোমেট্রি (Spirometry) এবং ব্যবহৃত যন্ত্রকে স্পাইরোমিটার বলা হয়। ফুসফুসের বায়ু পরিমাপকে চার প্রকার প্রাথমিক আয়তন (Volumes) এবং চার প্রকার ধারণক্ষমতায় (Capacities) ভাগ করা হয়।

ফুসফুসীয় পরিমাপ চিহ্ন স্বাভাবিক মান শারীরবৃত্তীয় সংজ্ঞা ও সূত্র
টাইডাল ভলিউম (Tidal Volume) TV ৫০০ মিলি প্রতিটি স্বাভাবিক প্রশ্বাস বা নিঃশ্বাসে যে পরিমাণ বায়ু গ্রহণ বা ত্যাগ করা হয় (সুস্থ ব্যক্তিতে মিনিটে প্রায় ৬,০০০–৮,০০০ মিলি)।
প্রশ্বাসজনিত অতিরিক্ত বায়ু IRV ২৫০০–৩০০০ মিলি স্বাভাবিক প্রশ্বাসের পর বলপূর্বক অতিরিক্ত যে পরিমাণ বায়ু গ্রহণ করা যায়।
নিঃশ্বাসজনিত অতিরিক্ত বায়ু ERV ১০০০–১১০০ মিলি স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর বলপূর্বক অতিরিক্ত যে পরিমাণ বায়ু ফুসফুস থেকে ত্যাগ করা যায়।
অবশিষ্ট বায়ু (Residual Volume) RV ১১০০–১২০০ মিলি সর্বোচ্চ বলপূর্বক নিঃশ্বাসের পরও ফুসফুসে যে বাতাস সর্বদা থেকে যায়। এটি স্পাইরোমিটার দ্বারা পরিমাপ করা যায় না।
প্রশ্বাস ক্ষমতা (Inspiratory Capacity) IC ৩০০০–৩৫০০ মিলি স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর মোট গৃহীত বায়ুর আয়তন: $\text{IC} = \text{TV} + \text{IRV}$
কার্যকর অবশেষ ক্ষমতা (FRC) FRC ২১০০–২৩০০ মিলি স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর ফুসফুসে অবশিষ্ট বায়ুর পরিমাণ: $\text{FRC} = \text{ERV} + \text{RV}$ (স্পাইরোমিটারে পরিমাপ অসম্ভব)।
ভাইটাল ক্যাপাসিটি (Vital Capacity) VC ৩৫০০–৪৬০০ মিলি সর্বোচ্চ বলপূর্বক প্রশ্বাসের পর যে পরিমাণ বায়ু সর্বাধিক নির্গত করা যায়: $\text{VC} = \text{ERV} + \text{TV} + \text{IRV}$
মোট ফুসফুসীয় ধারণক্ষমতা (TLC) TLC ৫০০০–৬০০০ মিলি সর্বোচ্চ প্রশ্বাসের পর ফুসফুসে মোট ধারণকৃত বায়ুর পরিমাণ: $\text{TLC} = \text{VC} + \text{RV} = \text{IRV} + \text{TV} + \text{ERV} + \text{RV}$

অ্যানাটমিক্যাল ডেড স্পেস ও অ্যালভিওলার ভেন্টিলেশন

গৃহীত ৫০০ মিলি টাইডাল বায়ুর পুরোটা বায়ুকোষে পৌঁছায় না। নাসারন্ধ্র থেকে টার্মিনাল ব্রঙ্কিওল পর্যন্ত পরিবাহী অংশে প্রায় ১৫০ মিলি বায়ু আটকে থাকে যা গ্যাসীয় বিনিময়ে অংশ নেয় না। একে শারীরস্থানিক নিষ্ক্রিয় স্থান বা অ্যানাটমিক্যাল ডেড স্পেস (Anatomical Dead Space) বলে।

  • কার্যকর অ্যালভিওলার ভেন্টিলেশন: প্রতি মিনিটে প্রকৃতপক্ষে যে পরিমাণ তাজা বাতাস বায়ুকোষে গ্যাসীয় বিনিময়ে অংশ নেয়:
    $$\text{Alveolar Ventilation Rate} = (\text{TV} - \text{Dead Space}) \times \text{Respiratory Rate} = (500 - 150)\text{ mL} \times 12 = \mathbf{4,200\text{ mL/min}}$$
  • গুরুত্বপূর্ণ ক্লিনিক্যাল তথ্য: দ্রুত ও অগভীর শ্বাসপ্রশ্বাসের চেয়ে গভীর ও ধীর শ্বাসপ্রশ্বাসে অ্যালভিওলার ভেন্টিলেশন অনেক বেশি কার্যকর হয়।

মডিউল ৪: ব্যাপন ঝিল্লি ও গ্যাসীয় বিনিময়ের জৈবভৌত নীতি

বায়ুকোষ এবং রক্তজালকের মধ্যবর্তী গ্যাসীয় বিনিময় সম্পূর্ণভাবে একটি নিষ্ক্রিয় প্রক্রিয়া যা সহজ ব্যাপনের (Simple Diffusion) মাধ্যমে সম্পন্ন হয়। এই ব্যাপনের হার প্রধানত তিনটি বিষয়ের ওপর নির্ভর করে: (১) গ্যাসসমূহের আংশিক চাপের প্রবঞ্চতা, (২) রক্তরসে গ্যাসের দ্রাব্যতা, এবং (৩) শ্বসন ঝিল্লির পুরুত্ব ও ক্ষেত্রফল।

শ্বসন বা ব্যাপন ঝিল্লির ত্রিস্তরীয় গঠন (Respiratory Membrane)

বায়ুকোষীয় বায়ু এবং কৈশিক নালীর রক্তের মধ্যবর্তী ব্যাপন বাধা অত্যন্ত পাতলা (পুরুত্ব ০.৫ মাইক্রোমিটার বা $\mathbf{<0.5\ \mu m}$ এর চেয়েও কম), যা নিম্নলিখিত তিনটি স্তর নিয়ে গঠিত:

  1. বায়ুকোষের সরল আঁইশাকার আবরণী কলা (Alveolar Squamous Epithelium): Type I নিউমোসাইট দ্বারা গঠিত অতি পাতলা স্তর।
  2. কৈশিক জালকের এন্ডোথেলিয়াম (Capillary Endothelium): রক্তজালকের একক স্তরবিশিষ্ট অন্তঃআবরণী।
  3. একীভূত ভিত্তিপর্দা ও ভিত্তিবস্তু (Fused Basement Substance): উপরোক্ত দুটি আবরণী কলার মধ্যবর্তী পাতলা ধাত্র স্তর।
শ্বাস গ্যাস বায়ুমণ্ডলীয় বায়ু (mmHg) বায়ুকোষীয় বায়ু (Alveoli, mmHg) অনক্সিজেনযুক্ত রক্ত (Venous, mmHg) অক্সিজেনযুক্ত রক্ত (Arterial, mmHg) কলাকোষ (Tissues, mmHg)
অক্সিজেন ($p\text{O}_2$) ১৫৯ ১০৪ ৪০ ৯৫ ৪০
কার্বন ডাইঅক্সাইড ($p\text{CO}_2$) ০.৩ ৪০ ৪৫ ৪০ ৪৫

কার্বন ডাইঅক্সাইডের দ্রাব্যতা ও দ্রুত ব্যাপনের কারণ

বায়ুকোষ থেকে রক্তে অক্সিজেনের আংশিক চাপের পার্থক্য হলো $104 - 40 = \mathbf{64\text{ mmHg}}$, যা বেশ বড়। কিন্তু রক্ত থেকে বায়ুকোষে কার্বন ডাইঅক্সাইডের আংশিক চাপের পার্থক্য মাত্র $45 - 40 = \mathbf{5\text{ mmHg}}$, যা অত্যন্ত কম।

জৈবভৌত ব্যাখ্যা: রক্তরস ও শারীরিক তরলে কার্বন ডাইঅক্সাইডের দ্রাব্যতা অক্সিজেনের তুলনায় ২০ থেকে ২৫ গুণ বেশি ($\mathbf{20-25\times}$)। হেনরির সূত্রানুসারে ব্যাপন হার চাপের পার্থক্য ও দ্রাব্যতার গুণফলের সমানুপাতিক। তাই মাত্র ৫ মিলিমিটার পারদ চাপের পার্থক্য থাকা সত্ত্বেও প্রতি মিনিটে সমপরিমাণ $\text{CO}_2$ রক্ত থেকে বায়ুকোষে অত্যন্ত কার্যকরভাবে ব্যাপিত হতে পারে।

মডিউল ৫: গ্যাসীয় পরিবহন ও জৈবরায়নিক কৌশল: বোর ও হ্যালডেন প্রভাব

রক্তের মাধ্যমে ফুসফুস থেকে কলায় অক্সিজেন এবং কলা থেকে ফুসফুসে কার্বন ডাইঅক্সাইড পরিবাহিত হয়। এই পরিবহনে লোহিত রক্তকণিকা (RBC), হিমোগ্লোবিন এবং রক্তরস অত্যন্ত সুনির্দিষ্ট জৈবরায়নিক ভূমিকা পালন করে।

১. অক্সিজেন ($\text{O}_2$) পরিবহন ও বিয়োজন লেখচিত্র

অক্সিজেন রক্তে দুটি উপায়ে পরিবাহিত হয়: (১) রক্তরসে দ্রবীভূত অবস্থায় (~৩%) এবং (২) অক্সিহিমোগ্লোবিন ($\text{Hb}_4\text{O}_8$) রূপে (~৯৭%)।

  • কো-অপারেটিভিটি ও সিগময়েড বক্ররেখা: হিমোগ্লোবিনের চারটি হিম গ্রুপের সাথে চারটি $\text{O}_2$ অণু যুক্ত হতে পারে ($\text{Hb}_4 + 4\text{O}_2 \rightleftharpoons \text{Hb}_4\text{O}_8$)। একটি অণু যুক্ত হলে পরবর্তী অণুগুলোর যুক্ত হওয়ার আকর্ষণ বৃদ্ধি পায় (Positive Cooperativity)। তাই $p\text{O}_2$-এর বিপরীতে হিমোগ্লোবিনের সম্পৃক্ততার লেখচিত্রটি সিগময়েড বা 'S'-আকৃতির (Sigmoid Curve) হয়।
  • $P_{50}$ মান: যে আংশিক চাপে হিমোগ্লোবিনের ৫০% অক্সিজেন দ্বারা সম্পৃক্ত হয় তাকে $P_{50}$ বলে (স্বাভাবিক মান $26 - 28\text{ mmHg}$)।
  • বোর প্রভাব (Bohr Effect): কলাকোষে অতিরিক্ত বিপাকের ফলে যখন (১) উচ্চ $p\text{CO}_2$, (২) উচ্চ $[\text{H}^+]$ (কম pH / অম্লতা), (৩) উচ্চ তাপমাত্রা, এবং (৪) উচ্চ $2,3\text{-BPG}$ সৃষ্টি হয়, তখন হিমোগ্লোবিনের অক্সিজেনের প্রতি আসক্তি কমে যায়। ফলে লেখচিত্রটি ডানদিকে সরে যায় (Right Shift) এবং অক্সিজেন সহজে বিচ্ছিন্ন হয়ে কলাকোষে প্রবেশ করে।
  • পরিবহনের পরিমাণ: বিশ্রামকালে প্রতি ১০০ মিলি অক্সিজেনযুক্ত ধমনী রক্ত কলাকোষে প্রায় ৫ মিলি $\text{O}_2$ সরবরাহ করে।

২. কার্বন ডাইঅক্সাইড ($\text{CO}_2$) পরিবহন ও ক্লোরাইড শিফট

কলাকোষে উৎপন্ন কার্বন ডাইঅক্সাইড শিরাস্থ রক্তের মাধ্যমে তিনটি প্রধান উপায়ে ফুসফুসে পরিবাহিত হয়:

  1. প্লাজমায় দ্রবীভূত রূপে (~৭%): সরাসরি প্লাজমার জলে কার্বনিক অ্যাসিড গঠন না করে ভৌতভাবে দ্রবীভূত অবস্থায়।
  2. কার্বামিনোহিমোগ্লোবিন রূপে (~২০ থেকে ২৫%): $\text{CO}_2$ হিমোগ্লোবিনের গ্লোবিন প্রোটিনের মুক্ত অ্যামিনো গ্রুপের ($-\text{NH}_2$) সাথে শিথিলভাবে যুক্ত হয়ে কার্বামিনো যৌগ তৈরি করে ($\text{Hb-NH}_2 + \text{CO}_2 \rightleftharpoons \text{Hb-NH-COO}^- + \text{H}^+$)। কলাকোষে অক্সিজেন বিযুক্ত হিমোগ্লোবিন $\text{CO}_2$-এর সাথে বেশি যুক্ত হয় (হ্যালডেন প্রভাব / Haldane Effect)।
  3. বাইকার্বনেট আয়ন রূপে ($\text{HCO}_3^-$, ~৭০% - প্রধান উপায়): লোহিত রক্তকণিকায় দস্তা ধারণকারী কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ (Carbonic Anhydrase) উৎসেচক প্রচুর পরিমাণে থাকে (প্লাজমায় খুব কম থাকে)। এই উৎসেচকের প্রভাবে $\text{CO}_2$ জলের সাথে দ্রুত যুক্ত হয়ে কার্বনিক অ্যাসিড গঠন করে, যা ভেঙে $\text{H}^+$ ও $\text{HCO}_3^-$ উৎপন্ন করে:
    $$\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \underset{\text{Carbonic Anhydrase}}{\overset{\text{কলাকোষে}}{\rightleftharpoons}} \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^-$$
ক্লোরাইড শিফট বা হ্যামবার্গার ঘটনা (Chloride Shift / Hamburger Phenomenon)

কলাকোষে RBC-এর ভেতর প্রচুর $\text{HCO}_3^-$ তৈরি হলে তা অ্যানায়ন এক্সচেঞ্জার (ব্যান্ড ৩ প্রোটিন) দিয়ে প্লাজমাতে বেরিয়ে আসে। এর ফলে লোহিত রক্তকণিকার ভেতরে ধনাত্মক আধানের আধিক্য ঘটে। তড়িৎ নিরপেক্ষতা বজায় রাখার জন্য প্লাজমা থেকে ক্লোরাইড আয়ন ($\text{Cl}^-$) লোহিত রক্তকণিকায় প্রবেশ করে। একে ক্লোরাইড শিফট বলে। ফুসফুসে এর বিপরীত ঘটনা (রিভার্স ক্লোরাইড শিফট) ঘটে এবং প্রতি ১০০ মিলি শিরার রক্ত ফুসফুসের বায়ুকোষে ৪ মিলি $\text{CO}_2$ মুক্ত করে।

মডিউল ৬: শ্বসনকার্যের স্নায়বিক ও রাসায়নিক নিয়ন্ত্রণ এবং ফুসফুসীয় রোগব্যাধি

মানবদেহে শ্বসনকার্যের ছন্দ ও হার স্বয়ংক্রিয়ভাবে স্নায়বিক কেন্দ্র এবং রক্তে রাসায়নিক পদার্থের ঘনত্বের পরিবর্তনের মাধ্যমে নিয়ন্ত্রিত হয়, যাতে বিভিন্ন বিপাকীয় চাহিদায় রক্তে অম্ল-ক্ষার ও গ্যাসের ভারসাম্য অটুট থাকে।

নিয়ামক কেন্দ্র মস্তিষ্কে অবস্থান শারীরবৃত্তীয় কার্যপদ্ধতি
শ্বসন ছন্দ কেন্দ্র (Respiratory Rhythm Center) মেডুলা অবলংগাটা (মস্তিষ্ককাণ্ড) প্রধান নিয়ন্ত্রক। ডর্সাল রেসপিরেটরি গ্রুপ (DRG) প্রশ্বাসের ছন্দ তৈরি করে ডায়াফ্রাম ও EICM-এ উদ্দীপনা পাঠায়; ভেন্ট্রাল রেসপিরেটরি গ্রুপ (VRG) বলপূর্বক শ্বাসকার্যে অংশ নেয়।
নিউমোট্যাক্সিক কেন্দ্র (Pneumotaxic Center) পনসের ঊর্ধ্ব পৃষ্ঠীয় অংশে মেডুলার প্রশ্বাস কেন্দ্রকে নিবৃত্তিমূলক সংকেত পাঠিয়ে প্রশ্বাস বন্ধ করার সুইচ ("off-switch") হিসেবে কাজ করে। এটি প্রশ্বাসের সময়কাল হ্রাস করে শ্বাসহার বৃদ্ধি করতে পারে।
কেন্দ্রীয় কেমোরিসেপ্টর মেডুলার অঙ্কীয় তলে মস্তিষ্ক-মেরুরসে ($\text{CSF}$) উপস্থিত। ধমনী রক্তে $p\text{CO}_2$ ও $[\text{H}^+]$ বৃদ্ধির প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল। উদ্দীপিত হলে ছন্দ কেন্দ্রকে দ্রুত শ্বাসকার্যের নির্দেশ দেয়।
প্রান্তীয় কেমোরিসেপ্টর অ্যাওর্টিক বডি ও ক্যারোটিড বডি ভেগাস ও গ্লসোফ্যারিঞ্জিয়াল স্নায়ুর মাধ্যমে যুক্ত। রক্তে উচ্চ $p\text{CO}_2$, অম্লতা ($[\text{H}^+]$) এবং মারাত্মক হাইপোক্সিয়া ($p\text{O}_2 < 60\text{ mmHg}$) শনাক্ত করে।
বোর্ড পরীক্ষার অতি গুরুত্বপূর্ণ তথ্য: স্বাভাবিক বিশ্রামকালে শ্বসন নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে অক্সিজেনের ($\text{O}_2$) ভূমিকা একেবারেই নগণ্য। শ্বাসকার্যের প্রধান চালিকাশক্তি হলো ধমনী রক্তে কার্বন ডাইঅক্সাইড ($p\text{CO}_2$) এবং হাইড্রোজেন আয়নের ($[\text{H}^+]$) ঘনত্ব।

গুরুত্বপূর্ণ ফুসফুসীয় ও শ্বসনঘটিত ব্যাধিসমূহ

  • হাঁপানি বা অ্যাজমা (Asthma): ব্রঙ্কাস ও ব্রঙ্কিওলের দীর্ঘস্থায়ী প্রদাহজনিত অ্যালার্জি ব্যাধি। এর ফলে শ্বাসনালীর মসৃণ পেশী সংকুচিত হয় (ব্রঙ্কোস্পাজম), শ্লেষ্মা ঝিল্লি ফুলে ওঠে এবং আঠালো মিউকাস ক্ষরণ বাড়ে, যার ফলে নিঃশ্বাসের সময় বাঁশির মতো সাঁই-সাঁই শব্দ (Wheezing) ও তীব্র শ্বাসকষ্ট হয়। অ্যালার্জেন (ধূলিকণা, পরাগরেণু) দ্বারা এটি উদ্দীপ্ত হয়।
  • এমফাইসিমা (Emphysema): এটি একটি দীর্ঘস্থায়ী অবস্ট্রাক্টিভ ফুসফুসীয় রোগ (COPD) যেখানে বায়ুকোষের মধ্যবর্তী প্রাচীর (Septa) চিরতরে নষ্ট হয়ে যায় এবং ফুসফুসের স্থিতিস্থাপকতা হ্রাস পায়। ফলে বায়ুকোষগুলো যুক্ত হয়ে অস্বাভাবিক বড় গহ্বর সৃষ্টি করে এবং গ্যাসীয় বিনিময়ের ক্ষেত্রফল বহুলাংশে কমে যায়। ফুসফুসে বাতাস আটকে থাকে (ব্যারেল চেস্ট)। প্রধান কারণ: অতিরিক্ত ধূমপান।
  • বৃত্তিমূলক শ্বসন রোগ (Occupational Lung Diseases / Pneumoconiosis): খনি, পাথর ভাঙা কারখানা বা কলকারখানায় দীর্ঘকাল ধূলিকণা শ্বাসের সাথে গ্রহণের ফলে ফুসফুসে তন্তুময় কলার মারাত্মক বৃদ্ধি (ফাইব্রোসিস) ঘটে:
    • সিলিকোসিস (Silicosis): সিলিকা ($\text{SiO}_2$) গুঁড়ো গ্রহণের ফলে ফুসফুসে তন্তুময় গুটি বা ফাইব্রোসিস সৃষ্টি হয়।
    • অ্যাসবৈস্টোসিস (Asbestosis): অ্যাসবেস্টস তন্তু ফুসফুসে প্রবেশ করে ফাইব্রোসিস ঘটায় এবং মেসোথেলিওমা ক্যান্সারের ঝুঁকি বাড়ায়।
  • উচ্চতাজনিত রোগ (Mountain Sickness): সমুদ্রপৃষ্ঠ থেকে উঁচুতে ($>২,৫০০$ মিটার) বায়ুমণ্ডলীয় চাপ কমে যাওয়ায় অক্সিজেনের আংশিক চাপ কমে যায় (হাইপোক্সিয়া)। ফলে মাথাব্যথা, বমি ভাব, অনিদ্রা ও ক্লান্তি দেখা দেয়। অভিযোজন হিসেবে বৃক্ক থেকে এরিথ্রোপয়েটিন (EPO) ক্ষরিত হয়ে অস্থিমজ্জাকে উদ্দীপিত করে RBC সংখ্যা বৃদ্ধি (পলিসাইথিমিয়া) ঘটায় এবং শ্বাসহার বাড়ায়।
  • কার্বন মনোক্সাইড (CO) বিষক্রিয়া: হিমোগ্লোবিনের প্রতি কার্বন মনোক্সাইডের আকর্ষণ অক্সিজেনের চেয়ে ২০০ থেকে ২৫০ গুণ বেশি। এটি স্থায়ী কার্বক্সিহিমোগ্লোবিন (COHb) তৈরি করে অক্সিজেন পরিবহন পুরোপুরি বন্ধ করে দেয়, যার ফলে কলায় অক্সিজেনের অভাবে ব্যক্তি অচেতন হয়ে পড়ে এবং দমবন্ধ হয়ে মারা যায়।

গুরুত্বপূর্ণ জৈবিক তত্ত্ব, পথ ও সংজ্ঞাসমূহ

মিনিট শ্বসন আয়তন (Minute Respiratory Volume)
বিশ্রামরত সুস্থ প্রাপ্তবয়স্কে ৬.০ থেকে ৮.০ লিটার/মিনিট
প্রতি মিনিটে ফুসফুসে গৃহীত বা নির্গত মোট বায়ুর পরিমাণ, যা টাইডাল আয়তনকে শ্বাসহার দিয়ে গুণ করে পাওয়া যায়।
অ্যালভিওলার ভেন্টিলেশন হার (Alveolar Ventilation Rate)
৪,২০০ মিলি/মিনিট (গ্যাসীয় বিনিময়ে অংশ নেওয়া কার্যকর বায়ুর পরিমাণ)
পরিবাহী অঞ্চলের নিষ্ক্রিয় স্থান বাদ দিয়ে প্রতি মিনিটে প্রকৃতপক্ষে বায়ুকোষে পৌঁছানো তাজা বায়ুর পরিমাণ।
ভাইটাল ক্যাপাসিটি (VC) যোগফল সূত্র
৩,৫০০ থেকে ৪,৬০০ মিলি (প্রাপ্তবয়স্কের স্বাভাবিক পরিসীমা)
সর্বোচ্চ বলপূর্বক প্রশ্বাসের পর যে পরিমাণ বায়ু সম্পূর্ণ বলপূর্বক নির্গত করা সম্ভব। ফুসফুসের কার্যক্ষমতার প্রধান সূচক।
ফুসফুসের মোট ধারণক্ষমতা (Total Lung Capacity - TLC)
৫,০০০ থেকে ৬,০০০ মিলি (প্রাপ্তবয়স্ক)
সর্বোচ্চ বলপূর্বক প্রশ্বাসের পর ফুসফুসে ধারণকৃত মোট বায়ুর পরিমাণ। এটি স্পাইরোমিটারে সরাসরি মাপা যায় না।
কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ বাইকার্বনেট রূপান্তর বিক্রিয়া
রক্তে উৎপাদিত মোট CO2-এর প্রায় ৭০% বাইকার্বনেট রূপে পরিবাহিত হয়
লোহিত কণিকায় কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ উৎসেচক দ্বারা পরিচালিত প্রত্যাবর্তী বিক্রিয়া, যা রক্তের অম্ল-ক্ষার ভারসাম্য রক্ষা করে।
শ্বসন গ্যাস সরবরাহ স্টোইকিওমেট্রি (বিশ্রামকালীন মান)
O2 সরবরাহ: ৫ মিলি/dL | CO2 নিষ্কাশন: ৪ মিলি/dL
স্বাভাবিক বিশ্রামকালে সংবহনতন্ত্র দ্বারা প্রতি ১০০ মিলি রক্তে পরিবাহিত গ্যাসীয় পরিমাণের হিসাব।

সমাধানকৃত উদাহরণ ও প্রয়োগ (Solved Examples)

উদাহরণ 1
মানুষের স্বাভাবিক প্রশ্বাস ও নিঃশ্বাসের জৈবভৌত কৌশল আলোচনা করো। স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের সাথে বলপূর্বক নিঃশ্বাসের পার্থক্য কী? [৩ + ২ = ৫ নম্বর]
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
প্রথম অংশ: স্বাভাবিক প্রশ্বাস ও নিঃশ্বাসের কৌশল (৩ নম্বর):
মানুষের ফুসফুসীয় বায়ু চলাচল বয়েলের সূত্র ($P \propto \frac{1}{V}$) অনুযায়ী বক্ষ গহ্বরের আয়তন পরিবর্তনের মাধ্যমে সৃষ্ট চাপের পার্থক্যের ওপর ভিত্তি করে ঘটে:
১. স্বাভাবিক প্রশ্বাস (সক্রিয় প্রক্রিয়া, সময়কাল ~২ সেকেন্ড):
• মধ্যচ্ছদা বা ডায়াফ্রামের সংকোচন: ফ্রেনিক স্নায়ুর উদ্দীপনায় গম্বুজাকৃতি ডায়াফ্রাম সংকুচিত ও চ্যাপ্টা হয়ে নিচের দিকে নেমে যায়, ফলে বক্ষ গহ্বর অগ্র-পশ্চাৎ অক্ষে প্রসারিত হয়।
• বহিঃস্থ ইন্টারকোস্টাল পেশীর সংকোচন: EICM সংকুচিত হলে পাঁজর ও স্টার্নাম ওপরের দিকে ও বাইরের দিকে ওঠে, ফলে বক্ষ গহ্বর পৃষ্ঠ-অঙ্কীয় অক্ষে প্রসারিত হয়।
• চাপের পরিবর্তন: বক্ষ গহ্বর প্রসারিত হলে ফুসফুস প্রসারিত হয় এবং ফুসফুসীয় চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে $-1\text{ mmHg}$ ($759\text{ mmHg}$) হ্রাস পায়, ফলে বায়ুমণ্ডল থেকে বায়ু ফুসফুসে প্রবেশ করে।
২. স্বাভাবিক নিঃশ্বাস (নিষ্ক্রিয় প্রক্রিয়া, সময়কাল ~৩ সেকেন্ড):
• ডায়াফ্রাম শিথিল হয়ে পুনরায় গম্বুজাকারে ওপরে উঠে যায় এবং বহিঃস্থ ইন্টারকোস্টাল পেশী শিথিল হলে পাঁজর নিচে নেমে আসে।
• ফুসফুসের নিজস্ব স্থিতিস্থাপক প্রতিক্ষেপের কারণে ভেতরের চাপ $+1\text{ mmHg}$ ($761\text{ mmHg}$) বেড়ে যায় এবং বাতাস নিষ্ক্রিয়ভাবে বাইরে বেরিয়ে যায়। এতে কোনো শক্তি (এটিপি) লাগে না।

দ্বিতীয় অংশ: বলপূর্বক নিঃশ্বাসের সাথে পার্থক্য (২ নম্বর):
• স্বাভাবিক নিঃশ্বাস পেশীর শিথিলকরণ ও স্থিতিস্থাপক প্রত্যাবর্তনের ওপর নির্ভরশীল একটি নিষ্ক্রিয় প্রক্রিয়া হলেও বলপূর্বক নিঃশ্বাস একটি সক্রিয় প্রক্রিয়া (এটিপি ব্যয়কারী)।
• বলপূর্বক নিঃশ্বাসে অন্তঃস্থ ইন্টারকোস্টাল পেশী (IICM) সংকুচিত হয়ে পাঁজরকে ভেতরের দিকে টেনে নামায় এবং উদরীয় পেশীসমূহ সংকুচিত হয়ে পেটের অঙ্গগুলোকে মধ্যচ্ছদার ওপর সজোরে ঠেলে দেয়, যার ফলে ফুসফুসীয় চাপ $+২০\text{ থেকে }+৩০\text{ mmHg}$ পর্যন্ত বেড়ে বাতাস দ্রুত বাইরে নির্গত হয়।
উদাহরণ 2
টাইডাল ভলিউম (TV), অবশিষ্ট আয়তন (RV), ভাইটাল ক্যাপাসিটি (VC) এবং মোট ফুসফুস ধারণক্ষমতা (TLC)-এর সংজ্ঞা দাও। সাধারণ স্পাইরোমিটার দ্বারা অবশিষ্ট আয়তন পরিমাপ করা যায় না কেন? [৩ + ২ = ৫ নম্বর]
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
প্রথম অংশ: সংজ্ঞা ও স্বাভাবিক মান (৩ নম্বর):
১. টাইডাল ভলিউম (TV): প্রতিটি স্বাভাবিক ও শান্ত প্রশ্বাসে যে পরিমাণ বায়ু গ্রহণ বা নিঃশ্বাসে যে পরিমাণ বায়ু ত্যাগ করা হয়। স্বাভাবিক মান = ৫০০ মিলি।
২. অবশিষ্ট আয়তন বা রেসিডুয়াল ভলিউম (RV): সর্বোচ্চ বলপূর্বক নিঃশ্বাস ত্যাগ করার পরও ফুসফুসে যে পরিমাণ বায়ু স্থায়ীভাবে থেকে যায়। স্বাভাবিক মান = ১১০০ – ১২০০ মিলি। এটি ফুসফুসকে চুপসে যাওয়া থেকে বাঁচায়।
৩. ভাইটাল ক্যাপাসিটি (VC): সর্বোচ্চ বলপূর্বক প্রশ্বাস গ্রহণের পর সর্বাধিক যে পরিমাণ বায়ু ফুসফুস থেকে ত্যাগ করা যায়:
$$\text{VC} = \text{ERV} + \text{TV} + \text{IRV} = 1100 + 500 + 3000 = \mathbf{3,500 - 4,600\text{ মিলি}}$$
৪. মোট ফুসফুসীয় ধারণক্ষমতা (TLC): সর্বোচ্চ বলপূর্বক প্রশ্বাসের পর ফুসফুসে মোট ধারণকৃত বায়ুর আয়তন:
$$\text{TLC} = \text{VC} + \text{RV} = \mathbf{5,000 - 6,000\text{ মিলি}}$$

দ্বিতীয় অংশ: স্পাইরোমিটারে RV পরিমাপ না হওয়ার কারণ (২ নম্বর):
• স্পাইরোমিটার যন্ত্রটি কেবলমাত্র মুখ দিয়ে ফুসফুসে প্রবেশকারী বা ফুসফুস থেকে বাইরে নির্গত হওয়া বায়ুর আয়তন পরিমাপ করতে পারে।
• অবশিষ্ট বায়ু (RV) ফুসফুসের বায়ুকোষ ও নালীর ভেতরে স্থায়ীভাবে আবদ্ধ থাকে এবং কোনো মানুষই ইচ্ছাকৃতভাবে বা সর্বোচ্চ বলপ্রয়োগ করেও এই বায়ুকে বাইরে বের করতে পারে না।
• যেহেতু এই বায়ু কখনোই ফুসফুস থেকে বের হয়ে স্পাইরোমিটারের বেল বা চেম্বারে প্রবেশ করে না, তাই সাধারণ স্পাইরোমিটারে এর পাঠ পাওয়া অসম্ভব। একইভাবে RV সংশ্লিষ্ট থাকায় FRC এবং TLC-ও সাধারণ স্পাইরোমিটারে মাপা যায় না (এর জন্য হিলিয়াম লঘুকরণ বা বডি প্লেথিসমোগ্রাফি পদ্ধতি লাগে)।
উদাহরণ 3
বায়ুমণ্ডলীয় বায়ু, বায়ুকোষ, অনক্সিজেনযুক্ত রক্ত, অক্সিজেনযুক্ত রক্ত এবং কলাকোষে অক্সিজেন (pO2) ও কার্বন ডাইঅক্সাইডের (pCO2) আংশিক চাপের তুলনামূলক সারণী তৈরি করো। সামান্য আংশিক চাপের পার্থক্যেও CO2 কীভাবে দ্রুত ব্যাপিত হয়? [৩ + ২ = ৫ নম্বর]
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
প্রথম অংশ: আংশিক চাপের তুলনামূলক সারণী (৩ নম্বর):
শ্বাস গ্যাস বায়ুমণ্ডল (mmHg) বায়ুকোষ (mmHg) অনক্সিজেনযুক্ত রক্ত (mmHg) অক্সিজেনযুক্ত রক্ত (mmHg) কলাকোষ (mmHg)
অক্সিজেন ($p\text{O}_2$) ১৫৯ ১০৪ ৪০ ৯৫ ৪০
কার্বন ডাইঅক্সাইড ($p\text{CO}_2$) ০.৩ ৪০ ৪৫ ৪০ ৪৫

দ্বিতীয় অংশ: সামান্য চাপে CO2-এর দ্রুত ব্যাপনের কারণ (২ নম্বর):
• বায়ুকোষ ও রক্তের মধ্যে অক্সিজেনের আংশিক চাপের পার্থক্য $104 - 40 = \mathbf{64\text{ mmHg}}$, যা বেশ বড়।
• কিন্তু রক্ত ও বায়ুকোষের মধ্যে কার্বন ডাইঅক্সাইডের আংশিক চাপের পার্থক্য মাত্র $45 - 40 = \mathbf{5\text{ mmHg}}$, যা অত্যন্ত কম।
• জৈবভৌত কারণ: ফিকের ব্যাপন সূত্রানুযায়ী ব্যাপন হার গ্যাসের আংশিক চাপের পার্থক্য এবং তার দ্রাব্যতার (Solubility) গুণফলের সমানুপাতিক।
• রক্তরসে কার্বন ডাইঅক্সাইডের দ্রাব্যতা অক্সিজেনের তুলনায় ২০ থেকে ২৫ গুণ বেশি ($\mathbf{20-25\times}$)। এই অত্যধিক দ্রাব্যতার কারণে মাত্র ৫ mmHg আংশিক চাপের পার্থক্যেও প্রতি মিনিটে সমপরিমাণ $\text{CO}_2$ ব্যাপিত হতে পারে।
উদাহরণ 4
কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজের ভূমিকা এবং ক্লোরাইড শিফট (হ্যামবার্গার ঘটনা) উল্লেখপূর্বক মানবদেহে কার্বন ডাইঅক্সাইড পরিবহনের পদ্ধতি বর্ণনা করো। [৩ + ২ = ৫ নম্বর]
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
প্রথম অংশ: কার্বন ডাইঅক্সাইড পরিবহনের তিনটি রূপ (৩ নম্বর):
কলাকোষে বিপাকের ফলে উৎপন্ন $\text{CO}_2$ রক্তে প্রধানত তিনটি উপায়ে ফুসফুসে পরিবাহিত হয়:
১. প্লাজমায় দ্রবীভূত রূপে (~৭%): সরাসরি প্লাজমার জলে দ্রবীভূত হয়ে ভৌত দ্রবণের আকারে পরিবাহিত হয়।
২. কার্বামিনোহিমোগ্লোবিন রূপে (~২০ থেকে ২৫%): লোহিত কণিকায় $\text{CO}_2$ হিমোগ্লোবিনের গ্লোবিনের মুক্ত অ্যামিনো গ্রুপের সাথে যুক্ত হয় (হ্যালডেন প্রভাবে কলাকোষে অক্সিজেন মুক্ত হলে এই সংযুক্তি বাড়ে):
$$\text{Hb-NH}_2 + \text{CO}_2 \rightleftharpoons \text{Hb-NH-COO}^- + \text{H}^+$$
৩. বাইকার্বনেট আয়ন রূপে ($\text{HCO}_3^-$, ~৭০% - প্রধান উপায়): লোহিত রক্তকণিকায় দস্তা সমৃদ্ধ কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ (Carbonic Anhydrase) উৎসেচক থাকে যা রক্তরসে প্রায় থাকেই না। কলাকোষে উচ্চ $p\text{CO}_2$-এর উপস্থিতিতে এটি দ্রুত $\text{CO}_2$ ও জল যুক্ত করে কার্বনিক অ্যাসিড তৈরি করে, যা বিয়োজিত হয়ে $\text{H}^+$ ও $\text{HCO}_3^-$ গঠন করে:
$$\text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \underset{\text{Carbonic Anhydrase}}{\overset{\text{কলাকোষে}}{\rightleftharpoons}} \text{H}_2\text{CO}_3 \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{HCO}_3^-$$

দ্বিতীয় অংশ: ক্লোরাইড শিফট বা হ্যামবার্গার ঘটনা (২ নম্বর):
• কলাকোষে লোহিত রক্তকণিকায় দ্রুত উৎপাদিত $\text{HCO}_3^-$ আয়নগুলির ঘনত্ব বেড়ে যাওয়ায় তা RBC-এর ঝিল্লিতে অবস্থিত অ্যানায়ন এক্সচেঞ্জার (Band 3 প্রোটিন) দিয়ে প্লাজমাতে বেরিয়ে আসে।
• এর ফলে লোহিত রক্তকণিকার ভেতরে ঋণাত্মক আধান কমে গিয়ে তড়িৎ ভারসাম্যের বিঘ্ন ঘটে।
• এই তড়িৎ নিরপেক্ষতা বা ইলেকট্রোকেমিক্যাল সাম্যাবস্থা বজায় রাখার জন্য প্লাজমা থেকে ক্লোরাইড আয়ন ($\text{Cl}^-$) দ্রুত লোহিত রক্তকণিকায় প্রবেশ করে।
• লোহিত রক্তকণিকায় ক্লোরাইড আয়নের এই অন্তর্মুখী স্থানান্তরকে ক্লোরাইড শিফট বা হ্যামবার্গার ঘটনা (Hamburger Phenomenon) বলে। ফুসফুসে এর বিপরীত প্রক্রিয়া ঘটে এবং প্রতি ১০০ মিলি রক্ত থেকে ৪ মিলি $\text{CO}_2$ অ্যালভিওলাইতে নির্গত হয়।
উদাহরণ 5
অক্সিজেন-হিমোগ্লোবিন বিয়োজন লেখচিত্রটি বর্ণনা করো। কোন কোন কারণে এই লেখচিত্রটি ডানদিকে সরে যায় (বোর প্রভাব) এবং কলাশ্বসনে এর শারীরবৃত্তীয় গুরুত্ব কী? [২ + ৩ = ৫ নম্বর]
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
প্রথম অংশ: অক্সিজেন-হিমোগ্লোবিন বিয়োজন লেখচিত্র (২ নম্বর):
• অক্সিজেনের আংশিক চাপ ($p\text{O}_2$) এবং হিমোগ্লোবিনের অক্সিজেন সম্পৃক্ততার শতকরা হারের মধ্যবর্তী সম্পর্ক অঙ্কন করলে একটি বৈশিষ্ট্যপূর্ণ সিগময়েড বা 'S'-আকৃতির বক্ররেখা (Sigmoid Curve) পাওয়া যায়।
• কো-অপারেটিভিটি: হিমোগ্লোবিনের সাথে প্রথম অক্সিজেন অণুর সংযুক্তি প্রোটিনের গঠনে এমন পরিবর্তন আনে যা পরবর্তী তিনটি অক্সিজেন অণুর সংযুক্তির আকর্ষণ বৃদ্ধি করে (পজিটিভ কো-অপারেটিভিটি), যার কারণে লেখচিত্রটি সিগময়েড হয়।
• $P_{50}$ মান: যে আংশিক চাপে হিমোগ্লোবিনের ৫০% অক্সিজেন দ্বারা সম্পৃক্ত হয় তাকে $P_{50}$ বলে (স্বাভাবিক মান $26 - 28\text{ mmHg}$)।

দ্বিতীয় অংশ: লেখচিত্র ডানদিকে সরে যাওয়ার কারণ (বোর প্রভাব) ও তাৎপর্য (৩ নম্বর):
লেখচিত্রটি ডানদিকে সরে যাওয়ার (Right Shift) অর্থ হলো হিমোগ্লোবিনের অক্সিজেনের প্রতি আসক্তি হ্রাস পাওয়া এবং $P_{50}$ মান বৃদ্ধি পাওয়া। ১৯০৪ সালে বিজ্ঞানী ক্রিশ্চিয়ান বোর কর্তৃক বর্ণিত বোর প্রভাব (Bohr Effect) অনুসারে কলাকোষে নিম্নলিখিত চারটি কারণে লেখচিত্রটি ডানদিকে সরে যায়:
১. উচ্চ $p\text{CO}_2$: সক্রিয় কলাকোষে প্রচুর কার্বন ডাইঅক্সাইড উৎপন্ন হয় ($45\text{ mmHg}$)।
২. উচ্চ $[\text{H}^+]$ বা কম pH (অম্লতা): ল্যাকটিক অ্যাসিড ও কার্বনিক অ্যাসিড বৃদ্ধির ফলে রক্ত আম্লিক হয়।
৩. উচ্চ তাপমাত্রা: বিপাকীয় ক্রিয়া ও পেশী সংকোচনে তাপ বৃদ্ধি পায়।
৪. উচ্চ $2,3\text{-বিসফসফোগ্লিসারেট (2,3-BPG)}$: লোহিত কণিকার গ্লাইকোলাইসিসের উপজাত হিসেবে বৃদ্ধি পায়।
• শারীরবৃত্তীয় গুরুত্ব: ফুসফুসে উচ্চ $p\text{O}_2$ ও ক্ষারীয় পরিবেশে লেখচিত্র বামে সরে গিয়ে হিমোগ্লোবিনকে দ্রুত অক্সিজেন দ্বারা সম্পৃক্ত করে। কিন্তু সক্রিয় কলাকোষে বোর প্রভাবের কারণে লেখচিত্র ডানে সরে যাওয়ায় হিমোগ্লোবিন সহজেই অক্সিজেন ত্যাগ করে। এর ফলে প্রতি ১০০ মিলি রক্ত থেকে প্রায় ৫ মিলি $\text{O}_2$ বিপাকীয় চাহিদাসম্পন্ন কোষে সহজে সরবরাহ করা সম্ভব হয়।
উদাহরণ 6
মানবদেহে শ্বসনকার্যের স্নায়বিক ও রাসায়নিক নিয়ন্ত্রণ সংক্ষেপে আলোচনা করো। নিউমোট্যাক্সিক কেন্দ্র ও কেমোরিসেপ্টরের ভূমিকা কী? [৩ + ২ = ৫ নম্বর]
ধাপে ধাপে সমাধান / উত্তর:
প্রথম অংশ: শ্বসনকার্যের স্নায়বিক নিয়ন্ত্রণ (৩ নম্বর):
মানুষের শ্বসন সম্পূর্ণ অনিচ্ছাকৃতভাবে মস্তিষ্ককাণ্ডের স্নায়বিক কেন্দ্র দ্বারা নিয়ন্ত্রিত হয়:
১. শ্বসন ছন্দ কেন্দ্র (Respiratory Rhythm Center - RRC): এটি মেডুলা অবলংগাটাতে অবস্থিত। এটি মূলত দুটি অংশ নিয়ে গঠিত: ডর্সাল রেসপিরেটরি গ্রুপ (DRG), যা স্বাভাবিক প্রশ্বাসের ছন্দ তৈরি করে ফ্রেনিক ও ইন্টারকোস্টাল স্নায়ুর মাধ্যমে ডায়াফ্রাম ও EICM-এ সংকোচন সংকেত পাঠায়; এবং ভেন্ট্রাল রেসপিরেটরি গ্রুপ (VRG), যা বিশ্রামকালে নিষ্ক্রিয় থাকলেও গভীর বা বলপূর্বক শ্বাসকার্যে সক্রিয় হয়।
২. অ্যাপনিউস্টিক কেন্দ্র: পনসের নিম্নাংশে অবস্থিত, যা প্রশ্বাসকে প্রলম্বিত করতে চায়।

দ্বিতীয় অংশ: নিউমোট্যাক্সিক কেন্দ্র ও কেমোরিসেপ্টরের ভূমিকা (২ নম্বর):
১. নিউমোট্যাক্সিক কেন্দ্র (Pneumotaxic Center):
• এটি পনসের ঊর্ধ্ব পৃষ্ঠীয় অংশে অবস্থিত।
• এটি মেডুলার প্রশ্বাস কেন্দ্রের ওপর নিবৃত্তিমূলক (Inhibitory) প্রভাব ফেলে প্রশ্বাস বন্ধ করার "সুইচ" (Off-switch) হিসেবে কাজ করে।
• এর শক্তিশালী সংকেত প্রশ্বাসের সময়কাল হ্রাস করে, যার ফলে ফুসফুস অতিরিক্ত প্রসারিত হতে পারে না এবং শ্বসনের হার বৃদ্ধি পায়।
২. কেমোরিসেপ্টরের ভূমিকা:
• কেন্দ্রীয় কেমোরিসেপ্টর: মেডুলায় CSF-এর সংস্পর্শে থাকে এবং ধমনী রক্তে $p\text{CO}_2$ ও $[\text{H}^+]$ বৃদ্ধির প্রতি অত্যন্ত সংবেদনশীল।
• প্রান্তীয় কেমোরিসেপ্টর: ক্যারোটিড ও অ্যাওর্টিক বডিতে অবস্থিত এবং রক্তে $p\text{CO}_2$ বৃদ্ধি ও মারাত্মক অক্সিজেন ঘাটতি ($p\text{O}_2 < 60\text{ mmHg}$) শনাক্ত করে ছন্দ কেন্দ্রকে উদ্দীপিত করে।
• স্মর্তব্য: স্বাভাবিক রক্তে শ্বাসকার্যের প্রধান উদ্দীপক হলো $\text{CO}_2$ ও $\text{H}^+$, অক্সিজেনের স্বাভাবিক নিয়ন্ত্রণকারী ভূমিকা নগণ্য।

সাধারণ ভুলত্রুটি ও সতর্কতা (Common Traps)

সাধারণ ভুল ধারণা

মনে করা যে স্বাভাবিক শ্বাসকার্যের ক্ষেত্রে ধমনী রক্তের অক্সিজেন (O2) স্তরই মস্তিষ্কের প্রাথমিক সংকেত।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

সাধারণ ভুল ধারণা

ধারণা করা যে অবশিষ্ট আয়তন (RV), FRC বা মোট ফুসফুসীয় ধারণক্ষমতা (TLC) সাধারণ স্পাইরোমিটার দ্বারা মাপা যায়।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

সাধারণ ভুল ধারণা

হাঁপানি (Asthma) এবং এমফাইসিমা (Emphysema)-র রোগ শারীরস্থানিক পার্থক্য গুলিয়ে ফেলা।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

সাধারণ ভুল ধারণা

মনে করা যে কার্বামিনোহিমোগ্লোবিন তৈরিতে কার্বন ডাইঅক্সাইড হিমের লোহার (Fe2+) সাথে যুক্ত হয়।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

সাধারণ ভুল ধারণা

স্বাভাবিক নিঃশ্বাসকেও একটি সক্রিয় পেশী সংকোচন প্রক্রিয়া বলে মনে করা।

সঠিক পদ্ধতি ও সমাধান

চিত্রগত ব্যাখ্যা ও মডেল

১৫ শ্বাসকার্য ও গ্যাসীয় বিনিময়: ফুসফুসের কার্যপদ্ধতি, স্পাইরোমেট্রি ও গ্যাস পরিবহন পশ্চিমবঙ্গ উচ্চমাধ্যমিক একাদশ শ্রেণি জীববিদ্যা • একক ৫: মানব শারীরবিদ্যা • সম্পূর্ণ ধারণামূলক রেখাচিত্র ১. শ্বসনতন্ত্রের গঠন ও শ্বাসক্রিয়া কৌশল শ্বাসনালীর বিন্যাস ও দ্বিখণ্ডন • ট্রাকিয়া: ১৬-২০টি C-আকৃতির কাঁচসদৃশ তরুণাস্থি • ৫ম বক্ষদেশীয় কশেরুকায় (T₅) ব্রঙ্কাসে বিভক্ত পরিবহন অংশ (পরিস্রাবণ/উত্তাপ) বনাম বিনিময় অংশ (অ্যালভিওলাই) শ্বাসকার্যের কৌশল (বয়েলের সূত্রানুযায়ী): প্রশ্বাস বা শ্বাসগ্রহণ (সক্রিয় প্রক্রিয়া, ~২ সে.) • ডায়াফ্রামের সংকোচন (চ্যাপ্টা হয় → অক্ষীয় আয়তন বৃদ্ধি) • বহিঃপর্শুকা পেশী সংকুচিত → পাঁজর ও স্টার্নাম উপরে ওঠে বক্ষগহ্বরের চাপ বায়ুমণ্ডলের চাপের চেয়ে কমে (-১ mmHg) নিঃশ্বাস বা শ্বাসত্যাগ (নিষ্ক্রিয় প্রক্রিয়া, ~৩ সে.) • ডায়াফ্রাম ও পেশীর শিথিলকরণ (ডায়াফ্রাম গম্বুজাকার হয়) • বক্ষগহ্বর পূর্বাবস্থায় ফেরে → চাপ বৃদ্ধি পায় (+১ mmHg) জোরপূর্বক নিঃশ্বাসে অভ্যন্তরীণ পর্শুকা ও উদর পেশী সংকুচিত হয় ব্যাপন ঝিল্লি (বেধ < ০.৫ মাইক্রোমিটার) ১. অ্যালভিওলাসের একস্তরীয় আঁইশাকার আবরণী ২. ফুসফুসীয় রক্তজালকের এন্ডোথেলিয়াম ৩. উভয়ের মধ্যবর্তী যুক্ত ভিত্তি পর্দা (বেসমেন্ট সাবস্ট্যান্স) টাইপ-২ নিউমোসাইট সারফ্যাক্ট্যান্ট ক্ষরণ করে চুপসে যাওয়া রোধ করে প্লুরা ও প্লুরা গহ্বরের ঋণাত্মক চাপ: প্যারাইটাল ও ভিসারাল প্লুরার মাঝে রস ঘর্ষণ কমায় ২. ফুসফুসীয় আয়তন ও ধারকত্ব (স্পাইরোমেট্রি) ফুসফুসের আয়তনসমূহ (স্পাইরোমিটার দ্বারা পরিমাপ্য) • টাইডাল আয়তন (TV): ৫০০ মিলি (৬-৮ লি./মি.) স্বাভাবিক শ্বাস-প্রশ্বাসে গৃহীত ও ত্যাজ্য বায়ুর পরিমাণ • প্রশ্বাস সঞ্চয়ী আয়তন (IRV): ২৫০০ - ৩০০০ মিলি স্বাভাবিক প্রশ্বাসের পর অতিরিক্ত জোরপূর্বক গৃহীত বায়ু • নিঃশ্বাস সঞ্চয়ী আয়তন (ERV): ১০০০ - ১১০০ মিলি স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর অতিরিক্ত জোরপূর্বক ত্যাজ্য বায়ু • অবশিষ্ট বা অবশেষী বায়ু (RV): ১১০০ - ১২০০ মিলি সর্বোচ্চ নিঃশ্বাসের পরও ফুসফুসে থাকা বায়ু • স্পাইরোমিটারে মাপা যায় না! অকেজো স্থান বায়ু (Dead Space) = ১৫০ মিলি ফুসফুসীয় ধারকত্ব (আয়তনের সমষ্টি) ১. প্রশ্বাস ধারকত্ব (IC): TV + IRV → ৩০০০ থেকে ৩৫০০ মিলি (স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর গৃহীত) ২. নিঃশ্বাস ধারকত্ব (EC): TV + ERV → ১৫০০ থেকে ১৬০০ মিলি (স্বাভাবিক প্রশ্বাসের পর ত্যাজ্য) ৩. কার্যকারী অবশেষী (FRC): ERV + RV → ২১০০ থেকে ২৩০০ মিলি (স্বাভাবিক নিঃশ্বাসের পর থাকে) ৪. ভাইটাল ক্যাপাসিটি (VC): ERV + TV + IRV → ৩৫০০ থেকে ৪৬০০ মিলি (সর্বোচ্চ সচল বায়ু) ৫. মোট ফুসফুসীয় ধারকত্ব (TLC): VC + RV → ৫০০০ থেকে ৬০০০ মিলি (ফুসফুসের সর্বোচ্চ ধারণক্ষমতা) দ্রষ্টব্য: RV যুক্ত থাকায় FRC ও TLC স্পাইরোমিটারে মাপা যায় না ৩. গ্যাস বিনিময়, পরিবহন ও নিয়ন্ত্রণ আংশিক চাপ (mmHg) ও ব্যাপন নতিমাত্রা অ্যালভিওলাই: pO₂ = ১০৪, pCO₂ = ৪০ অক্সিজেনহীন রক্ত: pO₂ = ৪০, pCO₂ = ৪৫ অক্সিজেনসমৃদ্ধ রক্ত: pO₂ = ৯৫, pCO₂ = ৪০ CO₂-এর দ্রাব্যতা O₂-এর চেয়ে ২০-২৫ গুণ বেশি! শ্বসন গ্যাসের পরিবহন কৌশল অক্সিজেন (O₂) পরিবহন: • ৯৭% অক্সিহিমোগ্লোবিন (Hb₄O₈) রূপে + ৩% রক্তরসে দ্রবীভূত • সিগময়েড লেখচিত্র; প্রতি ১০০ মিলি রক্ত কলাকোষে ৫ মিলি O₂ দেয় বোর প্রভাব: pCO₂, H⁺, ও উষ্ণতা বাড়লে কার্ভ ডানে সরে কার্বন ডাই-অক্সাইড (CO₂) পরিবহন: • ৭০% বাইকার্বোনেট (HCO₃⁻) রূপে কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ দ্বারা • ক্লোরাইড শিফট (হ্যামবার্গার): কলাতলে Cl⁻ RBC-তে ঢোকে • ২০-২৫% কার্বামিনো-হিমোগ্লোবিন + ৭% প্লাজমায় দ্রবীভূত • প্রতি ১০০ মিলি দূষিত রক্ত ফুসফুসে ৪ মিলি CO₂ ত্যাগ করে শ্বাসক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ ও রোগসমূহ • মেডালা: শ্বসন ছন্দ কেন্দ্র (Rhythm Center) • পনস: নিউমোট্যাক্সিক কেন্দ্র (প্রশ্বাস বন্ধের সংকেত) • কেমোরিসেপ্টর প্রধানত CO₂ ও H⁺ শনাক্ত করে (O₂ নয়!) • এমফাইসিমা: অ্যালভিওলার প্রাচীর নষ্ট হয় (ধূমপান) • অ্যাজমা (হাঁপানি): ব্রঙ্কিওলের প্রদাহ ও খিঁচুনি • সিলিকোসিস / অ্যাসবেস্টোসিস: পেশাগত ফুসফুসীয় ফাইব্রোসিস

অধ্যায় সারসংক্ষেপ ও গুরুত্বপূর্ণ বিষয়

মূল বিষয় 1
মানব শ্বসনতন্ত্র পরিবাহী অঞ্চল (বায়ু ফিল্টারিং, আর্দ্রকরণ ও উষ্ণকরণ) এবং বিনিময় অঞ্চলে (৩০ কোটি বায়ুকোষ, ৭০-১০০ বর্গমিটার ক্ষেত্রফল) বিভক্ত।
মূল বিষয় 2
শ্বাসনালী ১৬-২০টি C-আকৃতির হায়ালিন তরুণাস্থি বলয় দ্বারা সুরক্ষিত এবং পঞ্চম বক্ষদেশীয় কশেরুকার (T5) সমতলে দুটি প্রধান ব্রঙ্কাসে বিভক্ত হয়।
মূল বিষয় 3
স্বাভাবিক প্রশ্বাস সক্রিয় প্রক্রিয়া: মধ্যচ্ছদা চ্যাপ্টা হয় ও বহিঃস্থ ইন্টারকোস্টাল পেশী পাঁজর তোলে, ফুসফুসীয় চাপ -১ mmHg কমে বায়ু প্রবেশ করে।
মূল বিষয় 4
স্বাভাবিক নিঃশ্বাস নিষ্ক্রিয় প্রক্রিয়া: পেশী শিথিলকরণ ও ফুসফুসের স্থিতিস্থাপকতায় চাপ +১ mmHg বাড়ে। বলপূর্বক নিঃশ্বাস অন্তঃস্থ ইন্টারকোস্টাল ও পেটের পেশীর সাহায্যে সক্রিয় হয়।
মূল বিষয় 5
Type II নিউমোসাইট থেকে ক্ষরিত পালমোনারি সারফ্যাক্ট্যান্ট (DPPC) পৃষ্ঠটান হ্রাস করে বায়ুকোষকে চুপসে যাওয়া (অ্যাটেলেক্টাসিস) থেকে রক্ষা করে।
মূল বিষয় 6
টাইডাল আয়তন ৫০০ মিলি; ভাইটাল ক্যাপাসিটি ৩৫০০-৪৬০০ মিলি; মোট ফুসফুসীয় ধারণক্ষমতা ৫০০০-৬০০০ মিলি।
মূল বিষয় 7
অবশিষ্ট আয়তন (RV = ১১০০-১২০০ মিলি) ফুসফুস থেকে বের করা যায় না বলে স্পাইরোমিটার দ্বারা RV, FRC এবং TLC মাপা যায় না।
মূল বিষয় 8
ব্যাপন ঝিল্লির পুরুত্ব ০.৫ মাইক্রোমিটারের কম। রক্তরসে CO2-এর দ্রাব্যতা O2-এর চেয়ে ২০-২৫ গুণ বেশি হওয়ায় মাত্র ৫ mmHg চাপ পার্থক্যেও CO2 সহজে ব্যাপিত হয়।
মূল বিষয় 9
অক্সিজেন ৯৭% অক্সিহিমোগ্লোবিন রূপে পরিবাহিত হয়; বোর প্রভাবের কারণে কলাকোষে উচ্চ pCO2, অম্লতা ও উষ্ণতায় লেখচিত্র ডানে সরে গিয়ে O2 মুক্ত করে।
মূল বিষয় 10
কার্বন ডাইঅক্সাইড ৭০% বাইকার্বনেট রূপে (কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজ ও ক্লোরাইড শিফট সহযোগে), ২০-২৫% কার্বামিনোহিমোগ্লোবিন রূপে এবং ৭% প্লাজমায় দ্রবীভূত রূপে পরিবাহিত হয়।

স্ব-মূল্যায়ন অনুশীলন (Check Your Understanding)

মূল ধারণাগত স্পষ্টতা যাচাই করার জন্য অনুশীলন প্রশ্ন। উত্তর দেখার আগে নিজে সমাধান করার চেষ্টা করো।

1
মুখ দিয়ে শ্বাস নেওয়ার চেয়ে নাক দিয়ে শ্বাস নেওয়া শারীরবৃত্তীয়ভাবে অধিক স্বাস্থ্যকর কেন?
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: নাসাগহ্বর সিউডোস্ট্র্যাটিফাইড সিলিয়াযুক্ত স্তম্ভাকার আবরণী, গবলেট কোষ ও রক্তজালক সমৃদ্ধ। এটি শ্লেষ্মা ও সিলিয়ার মাধ্যমে ধূলিকণা ফিল্টার করে, বায়ুকে ১০০% আর্দ্র করে এবং ফুসফুসে পৌঁছানোর আগে দেহের স্বাভাবিক তাপমাত্রায় (৩৭°সে) উষ্ণ করে। মুখ দিয়ে শ্বাস নিলে এই ফিল্টারিং ও কন্ডিশনিং হয় না।
2
বক্ষপ্রাচীরে ছুরিকাঘাতের ফলে প্যারাইটাল প্লুরা ছিদ্র হয়ে গেলে ফুসফুসের কী পরিণতি হবে?
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: প্লুরাল গহ্বরে বাইরের বায়ুমণ্ডলীয় বাতাস (৭৬০ mmHg) প্রবেশ করে সাধারণ ঋণাত্মক অন্তঃপ্লুরাল চাপ (-৪ mmHg) নষ্ট করে দেবে। এই অবস্থাকে নিউমোথোরাক্স (Pneumothorax) বলে। বক্ষপ্রাচীরের সাথে ফুসফুস ধরে রাখার টান নষ্ট হওয়ায় সেই পাশের ফুসফুস অবিলম্বে স্থিতিস্থাপকতায় চুপসে যাবে (অ্যাটেলেক্টাসিস)।
3
কলাকোষের রক্তজালকে ক্লোরাইড শিফট কীভাবে লোহিত রক্তকণিকার তড়িৎ নিরপেক্ষতা বজায় রাখে?
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: কলাকোষে RBC-এর ভেতরে কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজের ক্রিয়ায় প্রচুর HCO3- ও H+ আয়ন তৈরি হয়। লোহিত কণিকা থেকে ঋণাত্মক HCO3- আয়নগুলি প্লাজমায় বেরিয়ে এলে লোহিত কণিকার ভেতরে ধনাত্মক আধিক্য দেখা দেয়। তড়িৎ সমতা রক্ষার জন্য প্লাজমা থেকে Cl- আয়নগুলি অ্যানায়ন চ্যানেলের মাধ্যমে RBC-তে প্রবেশ করে।
4
এমফাইসিমা রোগে ধূমপায়ীদের বুক কেন ব্যারেল বা ঢোলের মতো (Barrel Chest) ফুলে যায়?
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: ধূমপানের কারণে অ্যালভিওলার ম্যাক্রোফেজ ও প্রোটিওলাইটিক এনজাইম বায়ুকোষ প্রাচীর ও ইলাস্টিন তন্তু ধ্বংস করে। এর ফলে বায়ুকোষের ব্যাপন তল কমে যায় এবং স্থিতিস্থাপকতা নষ্ট হওয়ায় নিঃশ্বাসের সময় বায়ু ফুসফুসে আটকে থাকে। এই অতিরিক্ত বায়ু সঞ্চয়ের কারণে ফুসফুস স্থায়ীভাবে প্রসারিত হয়ে ব্যারেল চেস্ট তৈরি করে।
5
জলের নিচে ডুব দেওয়ার পূর্বে অতিদ্রুত শ্বাসপ্রশ্বাস (Hyperventilation) নিলে অগভীর জলে অজ্ঞান হওয়ার ঝুঁকি বাড়ে কেন?
উত্তর ও ব্যাখ্যা দেখুন
উত্তর: হাইপারভেন্টিলেশন শরীর থেকে প্রচুর CO2 বের করে দেয় (হাইপোক্যাপনিয়া), অথচ রক্তে অক্সিজেন খুব বেশি বাড়ে না (কারণ Hb আগেই ৯৮% সম্পৃক্ত থাকে)। মস্তিষ্কের শ্বাসকেন্দ্র CO2 দ্বারা উদ্দীপ্ত হয়। রক্তে CO2 কম থাকায় ডুবুরির শ্বাস নেওয়ার তাগিদ অনুভব হয় না, ফলে জলে থাকাকালীন অক্সিজেন শেষ হয়ে ব্যক্তি হঠাৎ অজ্ঞান (Shallow-water blackout) হয়ে যায়।
অধ্যায় পড়া শেষ হয়েছে?
অনুশীলন শুরু করো

অনলাইন মক টেস্ট দিয়ে প্রস্তুতি যাচাই করো

পশ্চিমবঙ্গ মধ্যশিক্ষা পর্ষদ (WBBSE) পাঠ্যক্রম অনুযায়ী বহু বিকল্পীয় প্রশ্ন (MCQ) সমাধান করো। তাৎক্ষণিক ফলাফল, সঠিক ব্যাখ্যা এবং নিজের স্কোর জেনে নাও।

শ্রেণি 11 Biology — সকল অধ্যায়

অধ্যায় 1: সজীব বিশ্ব অধ্যায় 2: জীবের শ্রেণিবিন্যাস অধ্যায় 3: উদ্ভিদ রাজ্য অধ্যায় 4: প্রাণী রাজ্য অধ্যায় 5: সপুষ্পক উদ্ভিদের অঙ্গসংস্থান অধ্যায় 6: সপুষ্পক উদ্ভিদের অন্তর্গঠন অধ্যায় 7: প্রাণীদের গঠনগত সংগঠন অধ্যায় 8: কোষ: জীবনের একক অধ্যায় 9: জৈব অণুসমূহ অধ্যায় 10: কোষ চক্র ও কোষ বিভাজন অধ্যায় 11: উচ্চশ্রেণির উদ্ভিদে সালোকসংশ্লেষ অধ্যায় 12: উদ্ভিদে শ্বসন অধ্যায় 13: উদ্ভিদের বৃদ্ধি ও পরিবর্ধন অধ্যায় 14: পরিপাক ও শোষণ অধ্যায় 15: শ্বাসকার্য ও গ্যাসীয় বিনিময় অধ্যায় 16: দেহ তরল ও সংবহন অধ্যায় 17: রেচন পদার্থ ও তাদের নিষ্কাশন অধ্যায় 18: চলন ও গমন অধ্যায় 19: স্নায়বিক নিয়ন্ত্রণ ও সমন্বয় অধ্যায় 20: রাসায়নিক সমন্বয় ও নিয়ন্ত্রণ

AI সহায়ক

তাত্ক্ষণিক সমাধান

শ্বাসকার্য ও গ্যাসীয় বিনিময় অধ্যায়ে কোনো প্রশ্ন বা সন্দেহ আছে? আমাদের AI শিক্ষক থেকে সহজ সমাধান ও ব্যাখ্যা নিন।