ప్ర‌శ్న‌లు - జ‌వాబులు

రెండు మార్కుల ప్రశ్నలు

1. కాంకే అంటే ఏమిటి?

జ: మానవుడి నాసికా కుహరంలో మూడు పలుచని మెలితిరిగిన అస్థి ఫలకాలు ఉంటాయి. వీటిని కాంకే లేదా టర్బినల్‌ అంటారు. ఇవి గాలిని కొంత వెచ్చబరచి, లోపలకు పంపుతాయి.

2. క్లోరైడ్‌ విస్తాపం అంటే ఏమిటి?

జ: అయాన్ల సమతాస్థితి సాధించడానికి ఎర్రరక్తకణాలు, ప్లాస్మాల మధ్య క్లోరైడ్, బైకార్బోనేట్‌ అయాన్ల వినిమయం జరుగుతుంది. ఈ ప్రక్రియను క్లోరైడ్‌ విస్తాపం లేదా హంబర్గర్‌ దృగ్విషయం అంటారు.

3. ఏవైనా రెండు వృత్తిపరమైన శ్వాసరుగ్మతలను, అవి మానవుడిలో కలగజేసే లక్షణాలను తెలపండి.

జ: 1) ఆస్‌బెస్టాసిస్‌: ఆస్‌బెస్టాస్‌ పరిశ్రమల్లో పనిచేసేవారు, ఆస్‌బెస్టాస్‌ ధూళికి దీర్ఘకాలం గురికావడం వల్ల ఈ వ్యాధి కలుగుతుంది.

     2) సిలికోసిస్‌: గనులు, క్వారీల్లో పనిచేసేవారు, ఎక్కువకాలం ఇసుక ధూళికి గురికావడం వల్ల ఈ వ్యాధి వస్తుంది. 

4. మానవుడు కొండలను ఎక్కుతున్నప్పుడు శ్వాసక్రియ ఏవిధంగా జరుగుతుంది?

జ: 600 మీటర్ల ఎత్తులో వీ2 పాక్షిక పీడనం సముద్రతల సరాసరి పాక్షిక పీడనంలో సగం ఉండటం వల్ల పర్వతారోహకుల్లో పర్వత రుగ్మత ఏర్పడుతుంది.

నాలుగు మార్కుల ప్రశ్నలు
 

1. సాధారణ పరిస్థితుల్లో ఉచ్ఛ్వాస, నిశ్వాసలను వివరించండి.

జ: ఉచ్ఛ్వాసం:

* పరిసరాల్లోని గాలిని ఊపిరితిత్తుల్లోకి పీల్చడాన్ని ఉచ్ఛ్వాసం అంటారు. ఇది క్రియాశీల ప్రక్రియ.

* ఈ ప్రక్రియలో విభాజక పటల కండరాలు, వెలుపలి పర్శుకాంతర కండరాలు సంకోచిస్తాయి.

* విభాజక పటలం సంకోచించడం వల్ల పూర్వపర అక్షంలో ఉరఃకుహర ఘనపరిమాణం పెరుగుతుంది.

* వెలుపలి పర్శుకాంతర కండరాల సంకోచం వల్ల ఉరఃకుహరం పృష్టోదర అక్షంలో విశాలమవుతుంది. ఫలితంగా వెలుపలి గాలి ఊపిరితిత్తుల్లోకి ప్రవేశిస్తుంది.
 

నిశ్వాసం:

* ఊపిరితిత్తుల్లోని గాలి బయటకు విడుదల కావడాన్ని నిశ్వాసం అంటారు. ఇది నిష్క్రియ ప్రక్రియ.

* విభాజక పటల కండరాలు, వెలుపలి పర్శుకాంతర కండరాలు సడలిపోతాయి.

* అందువల్ల ఉరఃకుహర ఘనపరిమాణం తగ్గుతుంది.

* దీనివల్ల ఉరఃకుహర అంతరపీడనం, వాతావరణ పీడనం కంటే కొద్దిగా పెరుగుతుంది. ఫలితంగా ఊపిరితిత్తుల నుంచి గాలి బయటకు వెళ్తుంది.

2. CO₂ రవాణాకు వివిధ యంత్రాంగాలు ఏవి? వివరించండి.

జ: CO₂ మూడు రకాలుగా రవాణా అవుతుంది.
 

 i) ద్రావణ స్థితిలో: 7% CO₂ ప్లాస్మాలో కరిగి ద్రావణ స్థితిలో రవాణా అవుతుంది.

CO₂ + H₂O → H₂CO₃

ii) కార్బమినో సంయోగ పదార్థాలుగా: దాదాపు 23% CO₂ నేరుగా హిమోగ్లోబిన్‌లోని అమైనో సముదాయంలో కలవడం వల్ల కార్బమినో హిమోగ్లోబిన్‌ ఏర్పడుతుంది.

Hb - NH₂ + CO₂ → Hb - NHCOO + H                     

      ఈ కలయిక CO₂ పాక్షిక పీడనం (PCO₂) పై ఆధారపడుతుంది. కణజాలాల వద్ద PCO₂ అధికంగా, PO₂ తక్కువగా ఉంటాయి. అందువల్ల CO₂ హిమోగ్లోబిన్‌తో బంధం ఏర్పరచుకుంటుంది. ఊపిరితిత్తుల వద్ద PCO₂ తక్కువగా, PO₂ అధికంగా ఉంటాయి. అందువల్ల CO₂ హిమోగ్లోబిన్‌ నుంచి విడిపోతుంది.

iii) బైకార్బోనేట్‌గా: దాదాపు 70% CO₂ బైకార్బొనేట్‌గా రవాణా అవుతుంది. CO₂ రక్తంలోని ఎర్రరక్తకణంలో ప్రవేశించి, అక్కడ ఉండే నీటితో చర్యనొంది కార్బొనిక్‌ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఇది HCO^-₃ + H⁺ అయాన్‌లుగా ఏర్పడుతుంది. ఈ చర్యలు జరగడానికి కార్బొనిక్‌ ఎన్‌హైడ్రేడ్‌ అనే ఎంజైమ్‌ సహాయపడుతుంది. 

 CO₂ + H₂O  H₂CO₃    HCO^-₃ + H⁺

కణజాలాల వద్ద PCO₂ అధికం. కాబట్టి బైకార్బొనేట్‌లు ఏర్పడతాయి. ఊపిరితిత్తుల వద్ద PCO2 తక్కువ. కాబట్టి బైకార్బొనేట్‌లు విడిపోయి నీరు, CO₂ విడుదలవుతాయి.

3. శ్వాస వ్యవస్థ రుగ్మతలను వివరించండి.

జ: ఉబ్బస వ్యాధి: శ్వాసనాళం, శ్వాసనాళికల్లో వాపు వల్ల శ్వాసించడం కష్టమవుతుంది. దగ్గు, ఈల, ఛాతీ బిగపట్టినట్లుగా ఉండటం లాంటి లక్షణాలు కనిపిస్తాయి. ఎలర్జీ కలిగించే పదార్థాలు హిస్టమిన్‌లను విడుదల చేయడం వల్ల శ్వాసనాళాలు కుచించుకుపోతాయి.

ఎంఫైసీమా: వాయుకోశ గోడలు శిథిలమై కలిసిపోవడం వల్ల శ్వాసక్రియా తలం తగ్గుతుంది. ఊపిరితిత్తులు పెద్దగా మారి, అధిక తంతుయుత కణజాలాన్ని, తక్కువ స్థితిస్థాపకతను కలిగి ఉంటాయి. దీనికి ముఖ్యకారణం పొగతాగడం.

బ్రాంకైటిస్‌: శ్వాసనాళికల శ్లేష్మస్తరంలో వాపు ఏర్పడటం వల్ల శ్లేష్మ ఉత్పత్తి ఎక్కువై, శ్వాసనాళిక వ్యాసం తగ్గుతుంది. దీర్ఘకాలం దగ్గు సమస్య వేధిస్తుంది. చిక్కటి శ్లేష్మం ఏర్పడతాయి.

న్యుమోనియా: ప్రధానంగా స్ట్రెప్టోకోకస్‌ న్యుమోనియే అనే బ్యాక్టీరియా సంక్రమణ వల్ల ఈ వ్యాధి కలుగుతుంది. ఊపిరితిత్తుల్లో వాపు, వాయుకోశాల్లో శ్లేష్మం చేరడం, వాయువుల వినిమయం తగ్గడం దీని లక్షణాలు. చికిత్స చేయకపోతే మరణం సంభవిస్తుంది.

4.  మానవుడిలో శ్వాస కదలికలు ఏవిధంగా నియత్రించబడతాయి?

జ: శ్వాసకదలికల నియంత్రణ: * మెదడులోని మజ్జాముఖంలో ఒక ప్రత్యేక కేంద్రం ఉంటుంది. దీన్ని ‘శ్వాస లయ జనక కేంద్రం’ అంటారు. 

* మెదడు కాండంలోని పాన్స్‌లో మరొక కేంద్రం ఉంటుంది. దీన్నే ‘న్యూమోటాక్సిక్‌ కేంద్రం’ అంటారు. ఇది శ్వాస లయబద్ధ కేంద్రం విధులను సవరించగలుగుతుంది. దీని వల్ల నాడీ సంకేతాలు నిశ్వాస అవధిని తగ్గించి, శ్వాసరేటును మారుస్తాయి.

*  శ్వాసలయ కేంద్రం పక్కన రసాయన జ్ఞాన ప్రాంతం ఉంటుంది. ఇది ద్ని2, బ్ఘీ లకు సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఇవి ఎక్కువైనప్పుడు ఈ కేంద్రం చైతన్యవంతమై శ్వాసలయబద్ధ కేంద్రానికి సంకేతాలను పంపి, శ్వాస ప్రక్రియలో అవసరమైన మార్పులు చేసి, దివీ2, బ్ఘీలను వెలుపలికి పంపిస్తుంది.

*  మహాధమని చాపం, కారోట ధమనులపై ఉన్న రసాయన గ్రాహకాలు కూడా ద్ని2, బ్ఘీల్లో కలిగే మార్పులను గుర్తించి, సంకేతాలను శ్వాసలయ కేంద్రానికి పంపుతాయి. ద్ని2, బ్ఘీల గాఢత ఎక్కువైతే శ్వాసరేటు, దీర్ఘత పెరుగుతాయి. శ్వాసలయ నియంత్రణలో వీ2కు ప్రాముఖ్యత లేదు.

5. వృత్తిపర శ్వాసరుగ్మతలను వివరించండి.

జ: పరిశ్రమల నుంచి వెలువడిన హానికర పదార్థాలు శ్వాసవ్యవస్థలోకి వెళ్లినప్పుడు కలిగే రుగ్మతలు:

i) ఆస్‌బెస్టాసిస్‌: ఆస్‌బెస్టాస్‌ పరిశ్రమల్లోని ధూళికి దీర్ఘకాలం గురికావడం వల్ల ఈ వ్యాధి వస్తుంది.

ii) సిలికోసిస్‌: గనులు, క్వారీల్లో పనిచేసేవారు ఎక్కువ కాలం ఇసుక ధూళికి (సిలికా) గురైతే కలిగే వ్యాధి.

iii) సిడిరోసిస్‌: కణజాలాల్లో ఇనుప రేణువులు పేరుకుపోతే ఈ వ్యాధి కలుగుతుంది. న్యుమోకోనిసిస్‌ (ఇనుప రేణువులను పీల్చడం), హైపర్‌ ఫెర్రిమియా హీమో సిడిరోసిస్‌ (వాయుకోశాల్లో రక్తస్రావాన్ని కలిగించడం) లాంటి వ్యాధులు వస్తాయి.

iv) నలుపు ఊపిరితిత్తుల వ్యాధి: బొగ్గు, ధూళి పీల్చడం వల్ల కలిగే వ్యాధి. బొగ్గు గనుల్లో ఎక్కువకాలం పనిచేసే కార్మికుల్లో సాధారణంగా కనిపిస్తుంది.

8 మార్కుల ప్రశ్న

1. రక్తంలో ఆక్సిజన్, కార్బన్‌డైఆక్సైడ్‌ల రవాణా గురించి వ్యాసం రాయండి.             

జ: రక్తం o₂, co₂ల రవాణాకు మాధ్యమంగా పనిచేస్తుంది.

I. o₂ రవాణా: రెండు రకాలుగా రవాణా చెందుతుంది. వీ2 ను ప్లాస్మా ళితీది లు రవాణా చేస్తాయి. ప్రతి 100 ్ఝః ఆమ్లజనియుత రక్తం కణజాలాలకు 5 ్ఝః వీ2ను విడుదల చేస్తుంది. 

i) ప్లాస్మా ద్వారా రవాణా: సుమారు 3% వీ2 రక్తంలోని ప్లాస్మాలో కరిగిన స్థితిలో రవాణా చెందుతుంది.

ii) RBC ద్వారా o₂ రవాణా: సుమారు 97% o₂ను రక్తంలోని RBC లు రవాణా చేస్తాయి. RBC ల్లో హిమోగ్లోబిన్‌ అణువు (Hb) అనే ఇనుము కలిగిన ఎరుపు రంగు వర్ణకం ఉంటుంది. ప్రతి హిమోగ్లోబిన్‌ అణువు 4 o₂ అణువులను రవాణా చేయగలుగుతుంది. o₂ Hbతో బంధితమవడం ప్రాథమికంగా  o₂ పాక్షిక పీడనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఊపిరితిత్తులలో o₂ పాక్షిక పీడనం (ఆమ్లజని తన్యత) ఎక్కువగా ఉంటుంది. కాబట్టి o₂ Hbతో ఉత్క్రమణీయంగా బంధితమై ఆక్సీహిమోగ్లోబిన్‌ను (ముదురు ఎరుపురంగు) ఏర్పరుస్తుంది. దీన్ని Hb ఆమ్లజనీకరణం అంటారు.

కణజాలాల్లో o₂ పాక్షికపీడనం తక్కువ కాబట్టి ఆక్సీహిమోగ్లోబిన్‌ వియోగం చెంది o₂ను విడుదల చేస్తుంది. ఆక్సిజన్‌తో Hb బంధితమవడాన్ని co₂ పాక్షిక పీడనం, H⁺ అయాన్ల గాఢత,PH, ఉష్ణోగ్రత ప్రభావితం చేస్తాయి.

iii) ఆక్సీ హిమోగ్లోబిన్‌ వియోజిత వక్రరేఖ: ఇది o₂ పాక్షిక పీడనానికి, Hb సంతృప్త శాతానికి మధ్యగల సంబంధాన్ని తెలియజేస్తుంది. o₂ Hbతో సంతృప్త శాతాన్ని po₂ కు వ్యతిరేకంగా వక్రరేఖను గీసినప్పుడు సిగ్మాయిడ్‌ వక్రరేఖ ఏర్పడుతుంది. ఈ రేఖనే ఆక్సీహిమోగ్లోబిన్‌ వియోజిత వక్రరేఖ అంటారు. ఈ వక్రరేఖ Hbతో o₂ బంధితమవడంపై ^pco₂, H⁺ గాఢత, ఉష్ణోగ్రత మొదలైన కారకాల ప్రభావాన్ని పరిశీలించడంలో చాలా ఉపయోగపడుతుంది. వాయుకోశాల్లో ^pco₂ అధికంగా ఉండి ^pco₂  తక్కువగా, H⁺ గాఢత స్వల్పంగా pH అధికంగా, ఉష్ణోగ్రత తక్కువగా ఉండటం వల్ల ఆక్సీహీమోగ్లోబిన్‌ ఏర్పడటానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

కణజాలాల్లో ^pco₂ తక్కువగా, ^pco₂ గాఢత ఎక్కువగా H⁺ ఎక్కువగా, తక్కువ pH, అధిక ఉష్ణోగ్రత ఉండటం వల్ల ఆక్సీహిమోగ్లోబిన్‌ వియోజనం చెంది, o₂ విడుదలవడానికి అనుకూలంగా ఉంటుంది. ఈ పరిస్థితుల్లో o₂ వియోజన వక్రరేఖ Y- అక్షం నుంచి దూరంగా (కుడివైపు) విస్థాపనం చెందుతుంది.

* బోర్‌ ప్రభావం: o₂ - Hb ల అనుబంధంపై  ^pco₂, H⁺ గాఢతల ప్రభావాన్ని బోర్‌ ప్రభావం అంటారు. (రక్తంలో co₂ పెరిగి, pH విలువ తగ్గినప్పుడు, Hbకి o₂తో ఉండే అనుబంధం తగ్గిపోతుంది.) 

^pco₂ తగ్గి, pH విలువ పెరగడం వల్ల Hb కి o₂ తో అనుబంధం పెరుగుతుంది. దీనివల్ల ఊపిరితిత్తుల్లో o₂ Hbతో కలుస్తుందని, కణజాలాల్లో వియోజనం చెందుతుందని స్పష్టంగా తెలుస్తుంది.

II: co₂ రవాణా: 3 రకాలుగా రవాణా చెందుతుంది.

i)  భౌతిక ద్రావణ స్థితిలో: 7%  co₂ ప్లాస్మాలో కరిగి, ద్రావణ స్థితిలో రవాణా చెందుతుంది.

ii) కార్బమైనో సంయోగ పదార్థాల రూపంలో: 20 - 20%  co₂ నేరుగా Hb తో కలవడం వల్ల కార్బమైనో హిమోగ్లోబిన్‌ ఏర్పడుతుంది.

 

ఈ విధంగా Hb తో co₂ బంధాన్ని ఏర్పరచుకోవడం co₂ పాక్షిక పీడనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఎప్పుడైతే కణజాలాల్లో లాగా  ^po₂ అధికంగా,  ^pco₂ తక్కువగా ఉంటుందో అప్పుడు అధికంగా co₂ Hbతో కలిసిపోతుంది. వాయుకోశాల్లో లాగా ^pco₂ తక్కువగా,  ^po₂ ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు కార్బమైనో హిమోగ్లోబిన్‌ నుంచి co₂ వియోజనం చెందుతుంది. అంటే co₂, Hb తో కణజాలాల్లో కలిసి వాయుకోశాల్లో విడుదల అవుతుంది. co₂ ప్లాస్మా ప్రోటీన్లతో కలవడం వల్ల కూడా కార్బమైనో సంయోగ పదార్థాలు ఏర్పడతాయి. 

iii) బైకార్బొనేట్ల రూపంలో: సుమారు 70% co₂ బైకార్బొనేట్ల రూపంలో రవాణా చెందుతుంది. RBC లలో కార్బొనిక్‌ ఎన్‌హైడ్రేజ్‌ అనే ఎంజైమ్‌ చాలా అధికంగా ఉంటుంది.

విచ్ఛిన్నక్రియ ఫలితంగా కణజాలాల్లో co₂ పాక్షిక పీడనం అధికంగా ఉంటుంది.  co₂ రక్తంలోని RBC లోకి వ్యాపనం చెంది, కార్బొనిక్‌ ఆమ్లాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. ఇది HCO₃^- , H⁺అయాన్‌లుగా వియోజనం చెందుతుంది. వాయుకోశాల్లో^pco₂ తక్కువగా ఉండటం వల్ల ఈ చర్య వ్యతిరేక దిశలో జరిగి,co₂, H₂O ను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ విధంగా కణజాలాల్లో co₂ , HCO₃^- గా మార్చబడి, రక్తం ద్వారా వాయుకోశాలకు రవాణా అవుతుంది. వాయుకోశాల్లో తిరిగి co₂, H₂O గా విడిపోయి బయటికి విడుదల అవుతుంది. ప్రతి 100 ml సిరా రక్తం సుమారు 4 ml  co₂ ను వాయుకోశాల్లోని గాలిలోకి విడుదల చేస్తుంది.