මිනිසාගේ ශ්වසන ක්‍රියාවලිය
ශ්වසනය යනු ජීවී ක්‍රියාවලියකි. සමහර සතුන් තුළ බාහිර ශ්වසනය සිදුවන බව නිරීක්ෂණය කළ හැකි ය.
මිනිසාගේ ශ්වසනය සංකීර්ණ ක්‍රියාවලියක් වන අතර එය අවස්ථා තුනකින් සිදුවේ.
1) පෙනහැලි හා බාහිර පරිසරය අතර වායු සංසරණය (බාහිර ශ්වසනය)
2) ගර්ත තුළ සිදුවන වායු හුවමාරුව
3) සෛලීය ශ්වසනය
පෙනහැලි තුළට ඔක්සිජන් සහිත වාතය ඇතුළු කර ගැනීමත් සෛල තුළ දී අතුරුඵලයක් ලෙස නිපදවෙන වායුමය අපද්‍රව්‍ය පෙනහැලිවලින් ඉවත් කිරීමත් බාහිර ශ්වසනයේ දී සිදු වේ.
පෙනහැලි හා බාහිර පරිසරය අතර සිදුවන වායු සංසරණය ආදර්ශනය කිරීම සඳහා පහත 6.1 ක්‍රියාකාරකමෙහි නිරත වෙමු.
ඉහත ක්‍රියාකාරකමට අනුව රබර් පටලය පහළට ඇදීමෙන් සරාව තුළ පරිමාව වැඩිවේ. එවිට බාහිරින් වාතය ඇතුළු වීම නිසා බැලූන පිම්බේ. එසේම රබර් පටලය නිදහස් කළ විට ඝණ්ටා සරාව තුළ පරිමාව අඩුවන බැවින් බැලූන තුළ ඇති වාතය බාහිරයට ගමන් කරයි. මේ ආකාරයට පෙනහැලි තුළ පරිමාව අඩු වැඩි වීමෙන් පෙනහැලි හා බාහිර පරිසරය අතර වායු සංසරණය සිදුවේ.
ජීව ක්‍රියාවලි සඳහා අවශ්‍ය ඔක්සිජන් ලබා ගැනීමටත් නිපදවන කාබන් ඩයොක්සයිඩ් බැහැර කිරීමටත් සැකසී ඇති පද්ධතිය ශ්වසන පද්ධතියයි. මිනිස් ශ්වසන පද්ධතියේ රූප සටහනක් 6.7 රූපයේ දැක්වේ.
ශ්වසන පද්ධතියේ ක්‍රියාකාරිත්වය
නාස් කුහරය, ග්‍රසනිකාව, ස්වරාලය, ශ්වාසනාලය සහ ශ්වාසනාලිකා ද පෙනහැලි තුළ පවතින අනුශ්වාසනාලිකා හා ගර්ත ද ශ්වසන පද්ධතියේ මූලික කොටස් වේ.
නාස් කුහරයේ ඇතුළු පෘෂ්ඨයේ ඇති ශ්ලේෂ්මල නිසා නාස් කුහරයේ බිත්ති තෙත්ව පවතී. එමෙන්ම නාස් කුහර අපර කොටසේ බිත්තිය මත පක්ෂ්ම රාශියක් පිහිටා ඇත. ආශ්වාස වාතයේ අඩංගු බැක්ටීරියා, දූවිලි වැනි අපද්‍රව්‍ය ශ්ලේෂ්මලයේ ඇලීම නිසා ඒවා පෙනහැලි තුළට යාම වළකී. එමෙන්ම පක්ෂ්ම චලනය වීම මගින් ද එම ද්‍රව්‍ය ශ්වසන මාර්ගයෙන් ඉවත් කෙරේ. කිවිසුම් යන විට සහ කැස්ස මගින් ඛේටය සමග ද මෙම අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කෙරේ.
නාස් කුහරය තුළින් වාතය ගමන් කරන විට ආශ්වාස වාතයේ සිදුවන ප්‍රධාන වෙනස්කම් කිහිපයක් පහත දක්වා ඇත.
● ආශ්වාස වාතය තෙත් වීම
● ආශ්වාස වාතය ශරීර උෂ්ණත්වයට පැමිණීම
● ආශ්වාස වාතයේ අපද්‍රව්‍ය ඉවත් වීම
පෙනහැලි උරස් කුහරය තුළ පිහිටයි. උරස් කුහරය පර්ශු කූඩුවකින් ආරක්ෂා වී ඇත. පර්ශු අතර අන්තර් පර්ශුක පේශි පිහිටයි. උරස් කුහරයේ පහළ සීමාව මහා ප්‍රාචීරය යි. ශ්වසන පද්ධතියේ ආරම්භක ක්‍රියාවලිය වන බාහිර ශ්වසනයේ දී ආශ්වාසය හා ප්‍රශ්වාසය මගින් සිදුවන වායු සංසරණය පිළිබඳ අධ්‍යයනය කරමු.
ආශ්වාසය
ආශ්වාසයේ දී සිදු වන්නේ පෙනහැලි තුළට වාතය ඇතුළු වීම යි. ඒ සඳහා පෙනහැලිවල පරිමාව වැඩි විය යුතු ය.
පෙනහැලිවල පරිමාව වැඩි කර ගැනීමට උරස් කුහරයේ පරිමාව වැඩි කර ගත යුතු ය. එය සිදුවන්නේ පහත වෙනස්කම් නිසා ය.
අන්තර් පර්ශුක පේශි සංකෝචනය වීම නිසා පර්ශු ඉහළට එස වී උරතලය ඉදිරියට නෙරා එයි. ඒ අතරම මහා ප්‍රාචීරයේ පේශි සංකෝචනය වීම නිසා එහි මැද පෙදෙස පහත් වී වක්‍ර භාවය අඩු වේ. මේ ක්‍රියාවලියේ ප්‍රතිඵලය වන්නේ උරස් කුහරයේ පරිමාව වැඩි වීම හා ඒ සමග ම පෙනහැලිවල පරිමාව වැඩි වීමයි. එවිට නාස් මාර්ගය ඔස්සේ පෙනහැලි තුළට වාතය ඇතුළු වෙයි.
ප්‍රශ්වාසය
ප්‍රශ්වාසය සිදුවීමට පෙනහැලිවල පරිමාව අඩු විය යුතු ය. පෙනහැලිවල පරිමාව අඩු කර ගැනීම සඳහා උරස් කුහරයේ පරිමාව අඩු කර ගත යුතු ය. එය සිදුවන්නේ පහත දැක්වෙන වෙනස්කම් සිදුවීම නිසා ය.
අන්තර් පර්ශුක පේශි ඉහිල් වීම නිසා උරතලය හා පර්ශු පහත් වී මුල් තත්ත්වයට පැමිණේ. ඒ අතර මහා ප්‍රාචීරයේ පේශි ඉහිල් වී ඉහළට වක්‍ර වී මුල් තත්ත්වයට පත්වෙයි. මෙම ක්‍රියාවලි දෙකෙහි ප්‍රතිඵලය වනුයේ උරස් කුහරයේ පරිමාව අඩු වී පෙනහැලි තුළ පරිමාව අඩු වීමයි. එවිට පෙනහැලි තුළ ඇති වාතය ශ්වාසනාලය ඔස්සේ නාස් කුහරය තුළින් පිටතට ගමන් කරයි.
ගර්ත තුළ සිදුවන වායු හුවමාරුව
නාස් කුහරයේ සිට ශ්වාසනාලය, ශ්වාසනාලිකා හා අනු ශ්වාසනාලිකා හරහා ගමන් කරන වාතය අවසානයේ ඇතුළු වන්නේ අනු ශ්වාසනාලිකා කෙළවර පිහිටි ගර්තවලට ය. ගර්තික වාතයේ ඔක්සිජන් (O2) සාන්ද්‍රණය, ගර්ත වටා පිහිටි කේශනාලිකා ධිරයේ අඩංගු O2 සාන්ද්‍රණයට වඩා වැඩි ය. එම නිසා ගර්තවල සිට රුධිර කේශනාලිකා තුළට O2 වායුව විසරණය වේ.
එමෙන්ම රුධිර කේශනාලිකා තුළ ඇති කාබන් ඩයොක්සයිඩ් (CO2) හා ජල වාෂ්ප සාන්ද්‍රණය, ගර්තික වාතයේ CO2 හා ජල වාෂ්ප සාන්ද්‍රණයට වඩා වැඩි ය. එම නිසා රුධිර කේශනාලිකාවල සිට ගර්ත තුළටCO2 හා ජල වාෂ්ප විසරණය වේ. එම CO2 හා ජල වාෂ්ප ප්‍රශ්වාස වාතය සමඟ බැහැර කෙරේ.
ඉහත දැක්වෙන ආකාරයට වායු හුවමාරුව සිදුවන්නේ ගර්ත තුළ දී ය. ගර්තයක් තුළ වායු හුවමාරුව සිදු වන ආකාරය 6.11 රූපයේ දැක්වේ.
බාහිර පරිසරය හා රුධිරය අතර වායු හුවමාරුව සිදුවන ස්ථානය ශ්වසන පෘෂ්ඨය ලෙස හැඳින්වේ. ඒ අනුව මිනිසාගේ ශ්වසන පෘෂ්ඨය වනුයේ ගර්ත බිත්තිය යි. ගර්ත බිත්තිය හරහා වායු හුවමාරුව සිදුවන්නේ විසරණය මගිනි.
ශ්වසන පෘෂ්ඨයක ලාක්ෂණික
කාර්යක්ෂම වායු හුවමාරුවක් සඳහා ශ්වසන පෘෂ්ඨයක් සතු ලක්ෂණ පහත දක්වා ඇත.
● වායු හුවමාරු වීම සඳහා ශ්වසන පෘෂ්ඨය තෙත් හා පාරගම්‍ය විය යුතු ය.
● කාර්යක්ෂම වායු විසරණයක් සඳහා තුනී පෘෂ්ඨයක් විය යුතු ය.
● සතුන්ගේ අවශ්‍යතා අනුව විශාල වායු පරිමාවක් හුවමාරු වීමට තරම් එම පෘෂ්ඨය සතුව විශාල වර්ගඵලයක් තිබිය යුතු ය.
● මනා රුධිර සැපයුමක් තිබිය යුතු ය.
බොහෝ සතුන්ගේ ශ්වසන පෘෂ්ඨය ලෙස දේහාවරණය ක්‍රියා කරයි. ඔවුන්ගේ දේහාවරණය හරහා ශ්වසන වායු හුවමාරු වේ. මිනිසාගේ ශ්වසන පෘෂ්ඨය වන ගර්ත බිත්තිය වායු හුවමාරුව සඳහා පහත සඳහන් ලෙස අනුවර්තනය වී ඇත.
● ගර්ත බිත්ති තුනී වීම
● ගර්ත බිත්ති තෙත්ව පැවතීම
● රුධිර කේශනාලිකා ජාලයක් තිබීම
● වාතකෝෂ රාශියක් පිහිටීම
සෛලීය ශ්වසනය
ගර්ත හරහා රුධිරයට විසරණය වූ ඔක්සිජන් දේහ සෛල තුළ දී සරල කාබනික සංයෝග (ග්ලූකෝස්) සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කිරීම සිදුවේ. මෙම රසායනික ප්‍රතික්‍රියාවේ දී ශක්තිය නිදහස් වේ. එය සෛලීය ශ්වසනය ලෙස හැඳින්වේ. එබැවින් ශ්වසනය යනු ජීව ක්‍රියා සඳහා අවශ්‍ය ශක්තිය නිපදවා ගැනීමට සජීවී සෛල තුළ දී සරල ආහාර ඔක්සිකරණය කිරීමේ ක්‍රියාවලිය යි. මෙය පරිවෘත්තීය ක්‍රියාවලියකි.
ශ්වසනයේ දී සිදුවන රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව සදහා වචන සමීකරණයක් ගොඩ නගමු.
ශ්වසන ප්‍රතික්‍රියාව සඳහා තුලිත රසායනික සමීකරණය පහත දැක්වේ.
ශ්වසනය සඳහා ඔක්සිජන් අවශ්‍ය වීම හා අවශ්‍ය නොවීම මත ශ්වසනයෙහි ආකාර දෙකක් හඳුනාගත හැකි ය.
සවායු ශ්වසනය හා නිර්වායු ශ්වසනය
ඉහත අප සලකා බැලුවේ සෛල තුළ දී ඔක්සිජන් වායුව ඇති විට සිදුවන ශ්වසනය යි.
O2 වායුව ඇති විට සිදුවන ශ්වසනය සවායු ශ්වසනය ලෙස හැඳින්වේ.
ඔක්සිජන් නොමැතිව ද ජීවීන්ට ශ්වසනය සිදු කළ හැකි ය. ජීවීන් විසින් ඔක්සිජන් වායුව රහිතව සිදු කරන ශ්වසනය නිර්වායු ශ්වසනය නම් වේ.
ශාක සෛල තුළ සිදු වන නිර්වායු ශ්වසනය මද්‍යසාර පැසීම ලෙස හැඳින්වේ.
ශාක සෛල තුළ සිදුවන නිර්වායු ශ්වසන ප්‍රතික්‍රියාව වචන සමීකරණයකින් මෙසේ දැක්විය හැකි ය.
සීනි ද්‍රාවණයක් තුළ යීස්ට් වැඩෙන විට සිදුවන නිර්වායු ශ්වසනයේ දී ශක්තිය, එතිල් මද්‍යසාරය හා O2 නිපදවේ. මෙය මද්‍යසාර පැසීමට නිදසුනක් ලෙස දැක්විය හැකි ය. නමුත් මිනිසා ඇතුළු සතුන්ගේ සෛල තුළ සිදුවන නිර්වායු ශ්වසනයේ දී ශක්තිය හා ලැක්ටික් අම්ලය නිපදවේ. සතුන් තුළ සිදුවන නිර්වායු ශ්වසනය ලැක්ටික් අම්ල පැසීම ලෙස හැඳින්වෙන අතර එම ප්‍රතික්‍රියාව පහත සමීකරණයෙන් නිරූපණය කළ හැකි ය.
මීටර 100 දිවීම වැනි ශීඝ්‍ර ක්‍රියාකාරකමක දී පාදවල මාංශ පේශි වේදනාව හා කෙණ්ඩා පෙරළීම ගෙන දෙන අවස්ථාවකට ඔබට මුහුණ දීමට සිදු වී ඇති ද? එසේ වන්නේ මාංශ පේශි තුළ නිර්වායු ශ්වසනය සිදු වීම නිසා ඇති වන ලැක්ටික් අම්ලය එකතු වීමෙනි.
ජීවීන්ට වැඩි ශක්ති ලාභයක් ලැබෙන්නේ සවායු ශ්වසනයේ දී ය. මෙයට හේතුව නිර්වායු ශ්වසනයේ දී ග්ලූකෝස් අණු අර්ධ වශයෙන් බිඳීම හා සවායු ශ්වසනයේ දී ග්ලූකෝස් අණු පූර්ණ වශයෙන් බිඳ හෙළීමයි.
සවායු ශ්වසනයේ දී මෙන් ම නිර්වායු ශ්වසනයේ දී ද ශක්තිය නිපදවේ. මෙම ශක්තියෙන් කොටසක් තාපය ලෙසින් මුදාහැරෙන අතර ඉතිරි කොටස රසායනික ශක්තිය වශයෙන් ඇඩිනොසීන් ට්‍රයිපොස්ෆේට් (ATP) නැමැති අධිශක්ති සංයෝගයෙහි තැන්පත් වේ. ජීව ක්‍රියා සඳහා අවශ්‍ය ශක්තිය ATP බිඳහෙළීමෙන් නිදහස් කෙරේ.
ඇඩිනොසීන් ට්‍රයිපොස්ෆේට්වල ATP කෘත්‍ය
● ශක්තිය ගබඩා කිරීම
● ශක්තිය නිදහස් කිරීම
● ශක්ති වාහකයක් ලෙස ක්‍රියා කිරීම
ශ්වසන පද්ධතිය ආශ්‍රිත රෝග
සෙම්ප්‍රතිශ්‍යාව (Common cold)
සෙම්ප්‍රතිශ්‍යාව, වෛරසයක් නිසා ඇතිවන රෝගයකි. හිසරදය, කිවිසුම් යාම, සොටු දියර ගැලීම, කැස්ස වැනි රෝග ලක්ෂණ මෙහිදී දැකිය හැකි ය. වෛරස් ආසාදනයක් නිසා මෙම රෝගයට ඖෂධීය ප්‍රතිකාර නොමැත. වෛරස්වලට හිතකර දූවිලි, පින්න වැනි පාරිසරික තත්ත්වවලින් ආරක්ෂා වීමෙන් රෝගය ඉක්මනින් සුවකර ගත හැකි ය.
නිව්මෝනියාව (Pneumonia)
පෙනහැලිවලට බැක්ටීරියා, වෛරස් වැනි විෂබීජ ඇතුළු වීමෙන් නිව්මෝනියාව සෑදේ. මෙහි දී පෙනහැලි ආසාදනය වන අතර පෙනහැලි තුළ දියර එකතු වීමට ද ඉඩ ඇත. කල් ගත වූ සෙම්ප්‍රතිශ්‍යාව හා කැස්ස නිව්මෝනියාවට ප්‍රධාන හේතුව වේ. වහාම වෛද්‍ය ප්‍රතිකාර සඳහා යොමු වීම ඉතා වැදගත් වේ.
ඇදුම (Asthma)
ඇදුම යනු අසාත්මිකතාවකි. වාතයේ පවතින දූවිලි, පරාග, ලී කුඩු, සත්ත්ව ලොම්, දුම් වැනි කුඩා අංශුවලට ශ්වසන පද්ධතිය දක්වන අසාත්මිකතාව නිසා ශ්වාසනාලිකා ඇතුළතින් ඉදිමී හරස්කඩ කුඩා වීම නිසා ආශ්වාස කිරීමේ අපහසුතාව ඇතිවේ. ආශ්වාසයේ දී සිහින් හඬක් නිකුත් වේ.
බ්‍රොන්කයිටිස් හෙවත් ශ්වාසනාලිකා ප්‍රදාහය (Bronchitis)
වෛරස හෝ බැක්ටීරියා ආසාදනයකින් ශ්වාසනාලිකා ඉදිමීම නිසා මෙම රෝගී තත්ත්වය ඇති වේ. අධික කැස්ස හා හුස්ම ගැනීමේ අපහසුතා ඇති වීම මෙම රෝගයේ ලක්ෂණයි. ශ්වාසනාලිකාවලට අමතරව ස්වරාලය ද ආසාදනය වීම නිසා නිසිලෙස කටහඬ පිටවීම සිදු නොවේ.
ක්ෂය රෝගය (Tuberculosis)
බැක්ටීරියාවක් නිසා ඇති වන බෝවන රෝගයකි. බැක්ටීරියාව පෙනහැලි තුළට ඇතුළු වී ගුණනය වන විට බැක්ටීරියා ගහණය වැඩි වී ක්‍රමයෙන් පෙනහැලි පටක ක්ෂය වන්නට පටන් ගනී. ප්‍රධාන වශයෙන් පෙනහැලි ආසාදනය වුව ද ක්ෂය රෝගය නිසා ශරීරයේ වෙනත් ස්ථානවලට ද බලපෑම් ඇතිවිය හැකි ය. රෝගය වැළඳුනු විට සෙම සමඟ ක්ෂය වූ පෙනහැලි පටක කැබලි පිට වේ. පෙනහැලි ක්‍රමයෙන් ක්ෂය වී සිදුරු වේ. මේ නිසා රුධිරවාහිනී පවා බිඳී ගොස් කහින විට සෙම සමඟ රුධිරය පිට වේ.
ක්ෂය රෝගයේ රෝග ලක්ෂණ පහත දැක්වේ.
● කැස්ස සමග රුධිරය පිටවීම
● උණ
● අධික වෙහෙස
● කෑම අරුචිය
● ශරීරය ක්ෂය වීම
රෝගය වළක්වා ගැනීම සඳහා ප්‍රතිශක්තිකරණ එන්නත් ලබා ගැනීම හා වැළඳුනු විට නිසි ප්‍රතිකාර නිසි අයුරින් භාවිත කිරීම ඉතා වැදගත් වේ. ක්ෂය රෝගය නිසි පරිදි ප්‍රතිකාර කිරීමෙන් සුව කළ හැකි ය.
දුම්පානය (Smoking) නිසා ඇතිවිය හැකි රෝගාබාධ
දුම්බීම හේතුවෙන් පෙනහැලි පිළිකා, බ්‍රොන්කයිටිස් ආදී රෝග වැළඳෙන අතර එමගින්, නොයෙක් රෝග හා ආබාධ සෑදීමේ ප්‍රවණතාව ද මරණය ද ඇති විය හැකි ය. සිගරට් දුමෙහි අඩංගු කාබන්මොනොක්සයිඩ් වායුව රුධිරයට උරාගනි. එය හිමොග්ලොබින් වර්ණකය සමග වේගයෙන් බැඳෙන අතර හිමොග්ලොබින් සමග ඔක්සිජන් සම්බන්ධ වීමට ඇති ඉඩ අඩු කරයි. එවිට රුධිරය මගින් ඔක්සිජන් පරිවහනය අඩු වේ.
සිගරට් දුමෙහි අඩංගු නිකොටින් මගින් තාවකාලිකව හෘද ස්පන්දන වේගය වැඩි කරයි. එවිට රුධිර පීඩනය ද තාවකාලිකව වැඩි වේ. සිගරට් දුම හේතුවෙන් ශ්වසන මාර්ගයේ ඇති පක්ෂ්ම විනාශ වීම නිසා ශ්ලේෂ්මල ස්‍රාව හා දූවිලි අංශු ශ්වසන මාර්ගයේ එකතු වීම සිදුවේ. එවිට ශ්වාසනාළ ඉදිමීම වැනි සංකූලතා මෙන්ම බ්‍රොන්කයිටිස් වැනි රෝග තත්ත්ව ඇති වී ශ්වසන අපහසුතා ඇති විය හැකි ය.
ශ්වාසනාල අපිච්ඡදය සිගරට් දුමට නිරාවරණය වීමෙන් එහි අසාමාන්‍ය ලෙස සෛල වර්ධනය වී පිළිකා තර්ජන ඇති විය හැකි ය.
දුම් නොබොන්නන් හට ද සිගරට් දුම ආඝ්‍රාණය වීමෙන් ඉහත කී තත්ත්ව ඇති විය හැකි ය.
සිලිකෝසිස් (Silicosis)
ග්‍රැනයිට්, ගල් අඟුරු, පතල් වැලි, වීදුරු වැනි කර්මාන්තවල යෙදෙන්නන් නිරන්තරයෙන් සිලිකා සංයෝග අඩංගු දූවිලිවලට නිරාවරණය වේ. එම අංශු ආශ්වාස කළ විට ඒවා ගර්ත තුළ එකතු වේ. එමගින් ක්‍රමයෙන් පෙනහැලි පටක විනාශ වී යයි. මෙම රෝගය සිලිකෝසිස් ලෙස හැඳින්වේ.
ඇස්බැස්ටෝසිස් (Asbestosis)
ඇස්බැස්ටොස් අංශු සහ කෙඳිති සහිත දූවිලි ආශ්වාස කිරීමෙන් මෙම රෝගය සෑදේ. මෙම අංශු ශ්වසන මාර්ගයේ එක්රැස් වීමෙන් පටක ශීඝ්‍රයෙන් විනාශ වී යයි.