अध्याय 18 शारीरिक द्रव्य और परिसंचरण
आपने सीखा है कि सभी जीवित कोशिकाओं को पोषक तत्वों, O2 और अन्य आवश्यक पदार्थों की आपूर्ति करनी होती है। साथ ही, उत्पन्न होने वाले अपशिष्ट या हानिकारक पदार्थों को भी ऊतकों के स्वस्थ कार्य के लिए लगातार हटाया जाना चाहिए। इसलिए, इन पदार्थों को कोशिकाओं तक और कोशिकाओं से बाहर ले जाने के लिए कुशल तंत्रों का होना आवश्यक है। विभिन्न समूहों के जानवरों ने इस परिवहन के लिए विभिन्न तरीके विकसित किए हैं। सरल जीव जैसे स्पंज और सीलेंट्रेट अपने शरीर के गुहिकाओं के माध्यम से अपने आसपास से पानी परिसंचरित करते हैं ताकि कोशिकाएं इन पदार्थों का आदान-प्रदान कर सकें। अधिक जटिल जीव अपने शरीर के भीतर विशेष द्रवों का उपयोग करते हैं ऐसे पदार्थों को परिवहन करने के लिए। रक्त अधिकांश उच्च जीवों सहित मनुष्यों द्वारा इस उद्देश्य के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे सामान्य शरीर द्रव है। एक अन्य शरीर द्रव, लसीका, भी कुछ पदार्थों के परिवहन में सहायता करता है। इस अध्याय में, आप रक्त और लसीका (ऊतक द्रव) की संरचना और गुणधर्मों के बारे में सीखेंगे और रक्त के परिसंचरण के तंत्र की भी व्याख्या की गई है।
18.1 रक्त
रक्त एक विशेष संयोजी ऊतक है जिसमें एक द्रव आधार, प्लाज्मा, और बनावटी तत्व होते हैं।
18.1.1 प्लाज्मा
प्लाज्मा एक पीले रंग का, चिपचिपा द्रव होता है जो रक्त का लगभग 55 प्रतिशत हिस्सा बनाता है। प्लाज्मा का 90-92 प्रतिशत पानी होता है और प्रोटीन इसका 6-8 प्रतिशत योगदान देते हैं। फाइब्रिनोजन, ग्लोब्युलिन और एल्ब्युमिन प्रमुख प्रोटीन होते हैं। फाइब्रिनोजन रक्त के थक्के या जमाव के लिए आवश्यक होते हैं। ग्लोब्युलिन मुख्य रूप से शरीर की रक्षा तंत्र में शामिल होते हैं और एल्ब्युमिन ऑस्मोटिक संतुलन में मदद करते हैं। प्लाज्मा में Na+, Ca++, Mg++, HCO3–, Cl– आदि जैसे खनिज भी थोड़ी मात्रा में होते हैं। ग्लूकोज, अमीनो अम्ल, लिपिड आदि भी प्लाज्मा में मौजूद होते हैं क्योंकि ये शरीर में सदैव संचरण में रहते हैं। रक्त के जमाव या थक्के के कारक भी प्लाज्मा में निष्क्रिय रूप में मौजूद होते हैं। थक्के के कारकों से रहित प्लाज्मा को सीरम कहा जाता है।
18.1.2 बने हुए तत्व
एरिथ्रोसाइट्स, ल्यूकोसाइट्स और प्लेटलेट्स को सामूहिक रूप से बने हुए तत्व (चित्र 18.1) कहा जाता है और ये रक्त का लगभग 45 प्रतिशत हिस्सा बनाते हैं।
एरिथ्रोसाइट्स या लाल रक्त कोशिकाएं (RBC) रक्त में सभी कोशिकाओं में सबसे अधिक संख्या में पाई जाती हैं। एक स्वस्थ वयस्क पुरुष के रक्त में औसतन प्रति घन मिलीमीटर 5 लाख से 5.5 लाख RBC होते हैं। वयस्कों में RBC लाल अस्थि मज्जा में बनते हैं। अधिकांश स्तनधारियों में RBC नाभिक से रहित होते हैं और उनका आकार द्वि-अवतल होता है। इनमें एक लाल रंग का, लोहे युक्त जटिल प्रोटीन होता है जिसे हीमोग्लोबिन कहा जाता है, इसलिए इन कोशिकाओं का रंग और नाम लाल है। एक स्वस्थ व्यक्ति के हर 100 मिलीलीटर रक्त में 12-16 ग्राम हीमोग्लोबिन होता है। ये अणु श्वसन गैसों के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। RBC की औसत जीवन अवधि 120 दिन होती है जिसके बाद वे प्लीहा में नष्ट हो जाते हैं (RBC का कब्रिस्तान)।
ल्यूकोसाइट्स को सफेद रक्त कोशिकाएँ (WBC) भी कहा जाता है क्योंकि हीमोग्लोबिन की कमी के कारण ये रंगहीन होती हैं। ये केंद्रकयुक्त होती हैं और अपेक्षाकृत संख्या में कम होती हैं, जो रक्त के प्रति mm³ औसतन 6000-8000 तक होती है। ल्यूकोसाइट्स आमतौर पर अल्पायु होती हैं। हमारे पास WBCs की दो मुख्य श्रेणियाँ हैं—कणिकायुक्त (granulocytes) और अकणिकायुक्त (agranulocytes)। न्यूट्रोफिल्स, इओसिनोफिल्स और बेसोफिल्स कणिकायुक्त कोशिकाओं के विभिन्न प्रकार हैं, जबकि लिम्फोसाइट्स और मोनोसाइट्स अकणिकायुक्त होते हैं। न्यूट्रोफिल्स सबसे अधिक संख्या में (60-65 प्रतिशत) पाए जाते हैं और बेसोफिल्स सबसे कम (0.5-1 प्रतिशत)। न्यूट्रोफिल्स और मोनोसाइट्स (6-8 प्रतिशत) फैगोसाइटिक कोशिकाएँ हैं जो शरीर में प्रवेश करने वाले विदेशी जीवों को नष्ट करते हैं। बेसोफिल्स हिस्टामिन, सेरोटोनिन, हेपरिन आदि स्रावित करते हैं और सूजन संबंधी प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं। इओसिनोफिल्स (2-3 प्रतिशत) संक्रमणों का प्रतिरोध करते हैं और एलर्जी प्रतिक्रियाओं से भी जुड़े होते हैं। लिम्फोसाइट्स (20-25 प्रतिशत) दो प्रमुख प्रकार के होते हैं—‘B’ और ‘T’ रूप। B और T दोनों प्रकार के लिम्फोसाइट्स शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के लिए उत्तरदायी होते हैं।
आकृति 18.1 रक्त में बने तत्वों का आरेखीय प्रतिनिधित्व
प्लेटलेट्स को थ्रोम्बोसाइट्स भी कहा जाता है, ये मेगाकैरियोसाइट्स (हड्डी की मज्जा में पाए जाने वाले विशेष कोशिकाओं) से बने कोशिका टुकड़े होते हैं। रक्त में सामान्यतः 1,500,00-3,500,00 प्लेटलेट्स mm–3 होती हैं। प्लेटलेट्स विभिन्न पदार्थों को मुक्त कर सकती हैं जिनमें से अधिकांश रक्त के थक्का बनाने या कोगुलेशन में शामिल होते हैं। इकी संख्या में कमी थक्का बनाने संबंधी विकारों का कारण बन सकती है जिससे शरीर से अत्यधिक रक्त की हानि होगी।
18.1.3 रक्त समूह
जैसा कि आप जानते हैं, मानव रक्त कुछ पहलुओं में भिन्न होता है यद्यपि यह समान प्रतीत होता है। रक्त के विभिन्न प्रकार के समूह बनाए गए हैं। दो ऐसे समूह - ABO और Rh - दुनिया भर में व्यापक रूप से प्रयोग किए जाते हैं।
18.1.3.1 ABO समूहन
ABO समूहन RBCs पर दो सतह एंटीजन (ऐसे रसायन जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न कर सकते हैं) A और B की उपस्थिति या अनुपस्थिति पर आधारित है। इसी प्रकार, विभिन्न व्यक्तियों के प्लाज्मा में दो प्राकृतिक एंटीबॉडी (एंटीजन के प्रतिक्रिया में बने प्रोटीन) होते हैं। चार रक्त समूहों A, B, AB और O में एंटीजन और एंटीबॉडी का वितरण Table 18.1 में दिया गया है। आप शायद जानते हैं कि रक्त चढ़ाने के दौरान कोई भी रक्त प्रयोग नहीं किया जा सकता; रक्त चढ़ाने से पहले दाता का रक्त ग्राही के रक्त से सावधानीपूर्वक मिलान किया जाना चाहिए ताकि RBC के थक्कन (विनाश) के गंभीर समस्याओं से बचा जा सके। दाता की संगतता भी Table 18.1 में दिखाई गई है।
टेबल 15.1 रक्त समूह और दाता की अनुकूलता
| रक्त समूह | RBCs पर एंटीजन |
प्लाज्मा में एंटीबॉडी |
दाता का समूह |
|---|---|---|---|
| A | A | anti-B | A, O |
| B | B | anti-A | B, O |
| AB | A, B | nil | AB, A, B, O |
| O | nil | anti-A, B | O |
उपरोक्त तालिका से यह स्पष्ट है कि समूह ‘O’ का रक्त किसी भी अन्य रक्त समूह वाले व्यक्ति को दिया जा सकता है और इसलिए ‘O’ समूह के व्यक्तियों को ‘सार्वभौमिक दाता’ कहा जाता है। ‘AB’ समूह वाले व्यक्ति AB के साथ-साथ अन्य रक्त समूहों से भी रक्त ग्रहण कर सकते हैं। इसलिए ऐसे व्यक्तियों को ‘सार्वभौमिक ग्राही’ कहा जाता है।
18.1.3.2 Rh समूहन
एक और एंटीजन, Rh एंटीजन जो रीसस बंदरों में पाए जाने वाले एक एंटीजन के समान है (इसलिए Rh), अधिकांश (लगभग 80 प्रतिशत) मनुष्यों की RBCs की सतह पर भी पाया जाता है। ऐसे व्यक्तियों को Rh पॉजिटिव (Rh+ve) कहा जाता है और जिनमें यह एंटीजन अनुपस्थित होता है उन्हें Rh नेगेटिव (Rh-ve) कहा जाता है। एक Rh-ve व्यक्ति, यदि Rh+ve रक्त के संपर्क में आता है, तो Rh एंटीजनों के खिलाफ विशिष्ट एंटीबॉडी बनाएगा। इसलिए, ट्रांसफ्यूजन से पहले Rh समूह का भी मिलान किया जाना चाहिए। Rh असंगति (मिसमैचिंग) का एक विशेष मामला गर्भवती माता के Rh-ve रक्त और भ्रूण के Rh+ve रक्त के बीच देखा गया है। पहली गर्भावस्था में भ्रूण के Rh एंटीजन माता के Rh-ve रक्त के संपर्क में नहीं आते हैं क्योंकि दोनों रक्त प्लेसेंटा द्वारा अच्छी तरह से अलग होते हैं। हालांकि, पहले बच्चे की डिलीवरी के दौरान, माता के रक्त के भ्रूण के Rh+ve रक्त की थोड़ी मात्रा के संपर्क में आने की संभावना होती है। ऐसे मामलों में, माता अपने रक्त में Rh एंटीजन के खिलाफ एंटीबॉडी बनाना शुरू कर देती है। यदि उसकी आगे की गर्भावस्थाएं हों, तो माता (Rh-ve) की Rh एंटीबॉडीज भ्रूण के रक्त (Rh+ve) में रिस सकती हैं और भ्रूण की RBCs को नष्ट कर सकती हैं। यह भ्रूण के लिए घातक हो सकता है या बच्चे को गंभीर एनीमिया और पीलिया हो सकता है। इस स्थिति को एरिथ्रोब्लास्टोसिस फोएटलिस कहा जाता है। इससे बचा जा सकता है यदि पहले बच्चे की डिलीवरी के तुरंत बाद माता को एंटी-Rh एंटीबॉडी दी जाए।
18.1.4 रक्त का थक्का बनना
आप जानते हैं कि जब आप अपनी उंगली काट लेते हैं या खुद को चोट पहुँचाते हैं, तो आपका घाव लंबे समय तक खून नहीं बहने देता; आमतौर पर कुछ समय बाद खून बहना बंद हो जाता है। क्या आप जानते हैं क्यों? चोट या आघात के प्रतिक्रिया में रक्त जमाव (coagulation या clotting) दिखाता है। यह शरीर से अत्यधिक रक्त की हानि को रोकने की एक क्रिया है। आपने देखा होगा कि किसी कट या चोट की जगह पर समय के साथ एक गहरे लाल-भूरे रंग का दाना बन जाता है। यह एक थक्का या कोएगुलम है जो मुख्यतः फाइब्रिन नामक धागों के जाल से बना होता है जिसमें मृत और क्षतिग्रस्त रक्त के बनने वाले तत्व फँसे होते हैं। फाइब्रिन प्लाज्मा में मौजूद निष्क्रिय फाइब्रिनोजन के थ्रॉम्बिन नामक एंजाइम द्वारा रूपांतरण से बनते हैं। थ्रॉम्बिन बदले में प्लाज्मा में मौजूद एक अन्य निष्क्रिय पदार्थ प्रोथ्रॉम्बिन से बनते हैं। इस प्रतिक्रिया के लिए एक एंजाइम समूह, थ्रॉम्बोकाइनेज, आवश्यक होता है। यह समूह प्लाज्मा में निष्क्रिय अवस्था में मौजूद कई कारकों की श्रृंखलाबद्ध एंजाइमिक प्रतिक्रियाओं (कैस्केड प्रक्रिया) से बनता है। चोट या आघात रक्त में मौजूद प्लेटलेट्स को कुछ कारक छोड़ने के लिए उत्तेजित करता है जो जमाव की क्रिया को सक्रिय करते हैं। चोट की जगह पर ऊतकों द्वारा छोड़े गए कुछ कारक भी जमाव शुरू कर सकते हैं। कैल्शियम आयन जमाव में बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
18.2 लसीका (ऊतक द्रव)
जैसे ही रक्त ऊतकों की केशिकाओं से गुज़रता है, कुछ जल के साथ-साथ कई छोटे जल-घुलनशील पदार्थ कोशिकाओं के बीच की जगहों में बाहर चले जाते हैं, जिससे बड़े प्रोटीन और अधिकांश बनावटी तत्व रक्त वाहिकाओं में ही रह जाते हैं। इस तरह बाहर निकला यह द्रव अंतरstitial द्रव या ऊतक द्रव कहलाता है। इसमें खनिजों का वितरण प्लाज़्मा के समान ही होता है। पोषक तत्वों, गैसों आदि का रक्त और कोशिकाओं के बीच आदान-प्रदान सदैव इस द्रव के माध्यम से होता है। लसीका तंत्र नामक जहाज़ों का एक विस्तृत जाल इस द्रव को एकत्र करता है और इसे प्रमुख शिराओं में वापस ले जाता है। लसीका तंत्र में मौजूद द्रव को लसीका कहा जाता है। लसीका एक रंगहीन द्रव है जिसमें विशिष्ट लसीकाणु होते हैं जो शरीर की प्रतिरक्षा प्रतिक्रियाओं के लिए उत्तरदायी होते हैं। लसीका पोषक तत्वों, हार्मोन आदि के लिए भी एक महत्वपूर्ण वाहक है। वसा लसीका के माध्यम से आंतों की विल्ली में मौजूद दुग्धिकाओं के ज़रिए अवशोषित होती है।
18.3 परिसंचरण पथ
परिसंचरण के प्रतिरूप दो प्रकार के होते हैं — खुले या बंद। खुला परिसंचरण तंत्र आर्थ्रोपोड और मोलस्क में पाया जाता है जिसमें हृदय द्वारा पंप किया गया रक्त बड़ी वाहिकाओं से होकर खुली जगहों या शरीर गुहिकाओं में जाता है जिन्हें साइनस कहा जाता है। ऐनेलिड और कॉर्डेट में बंद परिसंचरण तंत्र होता है जिसमें हृदय द्वारा पंप किया गया रक्त सदैव रक्त वाहिकाओं के बंद जाल से होकर परिसंचरित होता है। इस प्रतिरूप को अधिक लाभकारी माना जाता है क्योंकि द्रव के प्रवाह को अधिक सटीकता से नियंत्रित किया जा सकता है।
सभी कशेरुकियों में एक पेशीय कोष्ठिकित हृदय होता है। मछलियों में एक 2-कोष्ठिकित हृदय होता है जिसमें एक आलिंद और एक निलय होता है। उभयचर और सरीसृप (मगरमच्छों को छोड़कर) में 3-कोष्ठिकित हृदय होता है जिसमें दो आलिंद और एक निलय होता है, जबकि मगरमच्छ, पक्षी और स्तनधारी 4-कोष्ठिकित हृदय रखते हैं जिनमें दो आलिंद और दो निलय होते हैं। मछलियों में हृदय अवक्सीजनित रक्त पंप करता है जिसे गिल्लों द्वारा ऑक्सीजनेट किया जाता है और शरीर के अंगों को आपूर्ति की जाती है जहाँ से अवक्सीजनित रक्त पुनः हृदय में लौटता है (एकल परिसंचरण)। उभयचर और सरीसृपों में बायाँ आलिंद गिल्लों/फेफड़ों/त्वचा से ऑक्सीजनेट रक्त प्राप्त करता है और दायाँ आलिंद शरीर के अन्य भागों से अवक्सीजनित रक्त प्राप्त करता है। हालाँकि, ये एकल निलय में मिल जाते हैं जो मिश्रित रक्त पंप करता है (अपूर्ण द्वहर परिसंचरण)। पक्षियों और स्तनधारियों में, ऑक्सीजनेट और अवक्सीजनित रक्त क्रमशः बाएँ और दाएँ आलिंद द्वारा प्राप्त होकर उसी तरफ के निलयों में जाता है। निलय इसे बिना किसी मिश्रण के पंप करते हैं, अर्थात् इन जीवों में दो पृथक परिसंचरण पथ उपस्थित होते हैं, इसलिए इन जानवरों में द्वहर परिसंचरण होता है। आइए हम मानव परिसंचरण तंत्र का अध्ययन करें।
18.3.1 मानव परिसंचरण तंत्र
मानव परिसंचरण तंत्र, जिसे रक्त वाहिकीय तंत्र भी कहा जाता है, में एक पेशीय कोष्ठिकित हृदय, बंद शाखित रक्त वाहिकाओं का एक जाल और रक्त होता है, जो कि परिसंचरित होने वाला द्रव है।
हृदय, जो मध्यवर्ती त्वचा से उत्पन्न अंग है, वक्ष गुहा में स्थित है, दोनों फेफड़ों के बीच में, थोड़ा सा बाईं ओर झुका हुआ। इसका आकार मुट्ठी में बंद हाथ के समान होता है। यह एक दोहरी दीवार वाली झिल्ली से बनी थैली, पेरिकार्डियम द्वारा संरक्षित होता है, जिसमें पेरिकार्डियल द्रव भरा होता है। हमारे हृदय में चार कक्ष होते हैं, दो अपेक्षाकृत छोटे ऊपरी कक्ष जिन्हें आलिंग कहा जाता है और दो बड़े निचले कक्ष जिन्हें निलय कहा जाता है। एक पतली, पेशीय दीवार जिसे अंतरालिंग पट्टिका कहा जाता है, दाएं और बाएं आलिंग को अलग करती है, जबकि एक मोटी दीवार वाली, अंतरनिलय पट्टिका, बाएं और दाएं निलय को अलग करती है (चित्र 18.2)। एक ही ओर का आलिंग और निलय भी एक मोटे रेशेदार ऊतक द्वारा अलग किए जाते हैं जिसे आलिंग-निलय पट्टिका कहा जाता है। हालांकि, इन सभी पट्टिकाओं में एक छिद्र होता है जिसके माध्यम से एक ही ओर के दोनों कक्ष जुड़े होते हैं। दाएं आलिंग और दाएं निलय के बीच के छिद्र की रक्षा एक ऐसे कपाट द्वारा होती है जो तीन पेशीय पल्लवों या पट्टों से बना होता है, त्रिकपाट, जबकि द्विकपाट या माइट्रल कपाट बाएं आलिंग और बाएं निलय के बीच के छिद्र की रक्षा करता है। दाएं और बाएं निलय के फुफ्फुसीय धमनी और महाधमनी में क्रमशः खुलने वाले छिद्रों पर अर्धचंद्राकार कपाट होते हैं। हृदय में स्थित कपाट रक्त के प्रवाह को केवल एक दिशा में जाने देते हैं, अर्थात् आलिंग से निलय की ओर और निलय से फुफ्फुसीय धमनी या महाधमनी की ओर। ये कपाट पीछे की ओर किसी भी प्रवाह को रोकते हैं।
चित्र 18.2 मानव हृदय का अनुप्रस्थ काट
पूरा हृदय कार्डिएक पेशियों से बना होता है। निलयों की दीवारें अलिंदों की दीवारों की तुलना में कहीं अधिक मोटी होती हैं। एक विशेष प्रकार की कार्डिएक पेशी जिसे नोडल ऊतक कहा जाता है, हृदय में भी वितरित होती है (चित्र 18.2)। इस ऊतक का एक टुकड़ा दाएं अलिंद के ऊपरी दाएं कोने में उपस्थित होता है जिसे साइनो-एट्रियल नोड (SAN) कहा जाता है। इस ऊतक का एक अन्य समूह दाएं अलिंद के निचले बाएं कोने में, एट्रियो-वेंट्रिकुलर सेप्टम के पास देखा जाता है जिसे एट्रियो-वेंट्रिकुलर नोड (AVN) कहा जाता है। नोडल तंतुओं का एक समूह, एट्रियोवेंट्रिकुलर बंडल (AV bundle) AVN से आगे बढ़ता है जो एट्रियो-वेंट्रिकुलर सेप्टा से होकर गुजरता है और अंतरालयिक सेप्टम के शीर्ष पर आता है और तुरंत दाएं और बाएं बंडलों में विभाजित हो जाता है। ये शाखाएं संबंधित पक्षों की निलय पेशियों में छोटे-छोटे तंतुओं को जन्म देती हैं जिन्हें पुरकिंजे तंतु कहा जाता है। नोडल पेशी किसी बाहरी उत्तेजना के बिना ही एक्शन विभव उत्पन्न करने की क्षमता रखती है, अर्थात् यह स्वतः उत्तेजनीय है। हालांकि, एक मिनट में उत्पन्न होने वाले एक्शन विभवों की संख्या नोडल प्रणाली के विभिन्न भागों में भिन्न-भिन्न होती है। SAN अधिकतम संख्या में एक्शन विभव उत्पन्न कर सकता है, अर्थात् 70-75 प्रति मिनट, और हृदय की लयबद्ध संकुचन गतिविधि को प्रारंभ करने और बनाए रखने के लिए उत्तरदायी है। इसलिए इसे पेसमेकर कहा जाता है। हमारा हृदय सामान्यतः एक मिनट में 70-75 बार धड़कता है (औसत 72 बार प्रति मिनट)।
18.3.2 कार्डिएक चक्र
हृदय कैसे कार्य करता है? आइए एक नज़र डालते हैं। सबसे पहले, हृदय के सभी चार कक्ष एक शिथिल अवस्था में होते हैं, अर्थात् वे संयुक्त डायस्टोल में होते हैं। चूँकि ट्राइकस्पिड और बाइकस्पिड वाल्व खुले होते हैं, फुफ्फुसीय शिराओं और वेना कावा से रक्त क्रमशः बाएँ और दाएँ वेंट्रिकल में बाएँ और दाएँ आलिंद के माध्यम से प्रवाहित होता है। इस अवस्था में अर्धचंद्राकार वाल्व बंद होते हैं। SAN अब एक एक्शन संभावित उत्पन्न करता है जो दोनों आलिंदों को एक साथ संकुचित होने के लिए उत्तेजित करता है — आलिंद सिस्टोल। इससे वेंट्रिकल में रक्त का प्रवाह लगभग 30 प्रतिशत बढ़ जाता है। यह एक्शन संभावित AVN और AV बंडल द्वारा वेंट्रिकुलर ओर संचरित होता है, जहाँ से बंडल ऑफ़ हिस इसे संपूर्ण वेंट्रिकुलर पेशी में संचारित करता है। इससे वेंट्रिकुलर पेशियाँ संकुचित होती हैं (वेंट्रिकुलर सिस्टोल), आलिंद शिथिल हो जाते हैं (डायस्टोल), जो वेंट्रिकुलर सिस्टोल के साथ मेल खाता है। वेंट्रिकुलर सिस्टोल वेंट्रिकुलर दबाव बढ़ाता है, जिससे ट्राइकस्पिड और बाइकस्पिड वाल्व बंद हो जाते हैं क्योंकि रक्त आलिंदों में वापस बहने का प्रयास करता है। जैसे-जैसे वेंट्रिकुलर दबाव और बढ़ता है, फुफ्फुसीय धमनी (दाईं ओर) और आर्टा (बाईं ओर) की रक्षा करने वाले अर्धचंद्राकार वाल्व खुलने के लिए मजबूर हो जाते हैं, जिससे वेंट्रिकल में उपस्थित रक्त इन वाहिकाओं के माध्यम से परिसंचरण पथों में प्रवाहित होता है। वेंट्रिकल अब शिथिल होते हैं (वेंट्रिकुलर डायस्टोल) और वेंट्रिकुलर दबाव गिरता है, जिससे अर्धचंद्राकार वाल्व बंद हो जाते हैं जो वेंट्रिकल में रक्त के पुनः प्रवाह को रोकते हैं। जैसे-जैसे वेंट्रिकुलर दबाव और घटता है, ट्राइकस्पिड और बाइकस्पिड वाल्व आलिंदों में रक्त के दबाव से धक्का खाकर खुल जाते हैं जो शिराओं द्वारा उनमें खाली किया जा रहा था। रक्त अब एक बार फिर वेंट्रिकल में स्वतंत्र रूप से गति करता है। वेंट्रिकल और आलिंद अब पुनः एक शिथिल (संयुक्त डायस्टोल) अवस्था में होते हैं, जैसे पहले थे। शीघ्र ही SAN एक नया एक्शन संभावित उत्पन्न करता है और उपरोक्त वर्णित घटनाएँ उसी क्रम में दोहराई जाती हैं और यह प्रक्रिया निरंतर चलती रहती है।
हृदय में यह क्रमिक घटना जो चक्रवत् दोहराई जाती है, हृदय चक्र कहलाती है और इसमें दोनों अलिंदों (atria) और निलयों (ventricles) की संकुचनावस्था (systole) और प्रसरणावस्था (diastole) सम्मिलित होती है। जैसा पहले उल्लेख किया गया है, हृदय प्रति मिनट 72 बार धड़कता है, अर्थात् प्रति मिनट इतने हृदय चक्र सम्पन्न होते हैं। इससा यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि एक हृदय चक्र की अवधि 0.8 सेकंड है। एक हृदय चक्र के दौरान प्रत्येक निलय लगभग 70 mL रक्त बाहर पंप करता है, जिसे स्ट्रोक आयतन (stroke volume) कहा जाता है। स्ट्रोक आयतन को हृदय गति (प्रति मिनट धड़कनों की संख्या) से गुणा करने पर हृदय उत्पादन (cardiac output) प्राप्त होता है। इसलिए हृदय उत्पादन को प्रति मिनट प्रत्येक निलय द्वारा बाहर पंप किए गए रक्त का आयतन कहा जा सकता है, जो कि एक स्वस्थ व्यक्ति में औसतन 5000 mL या 5 लीटर होता है। शरीर में स्ट्रोक आयतन तथा हृदय गति को बदलने और इस प्रकार हृदय उत्पादन को परिवर्तित करने की क्षमता होती है। उदाहरण के लिए, एक एथलीट का हृदय उत्पादन एक सामान्य व्यक्ति की तुलना में कहीं अधिक होगा। प्रत्येक हृदय चक्र के दौरान दो प्रमुख ध्वनियाँ उत्पन्न होती हैं जिन्हें स्टेथोस्कोप के माध्यम से सरलता से सुना जा सकता है। प्रथम हृदय ध्वनि (lub) त्रिकपाटिक (tricuspid) तथा द्विकपाटिक (bicuspid) वाल्वों के बंद होने से सम्बद्ध होती है, जबकि द्वितीय हृदय ध्वनि (dub) अर्धचन्द्राकार (semilunar) वाल्वों के बंद होने से सम्बद्ध होती है। ये ध्वनियाँ नैदानिक दृष्टि से महत्वपूर्ण होती हैं।
18.3.3 विद्युत्कार्डियोग्राफ (ECG)
आप शायद किसी टिपिकल हॉस्पिटल टेलीविज़न शो से इस दृश्य से परिचित हैं: एक मरीज़ को एक मॉनिटरिंग मशीन से जोड़ा गया है जो स्क्रीन पर वोल्टेज ट्रेस दिखाती है और “… पिप… पिप… पिप….. पीeeeeeeeeeeeeeeeeeeee” की आवाज़ करती है जैसे ही मरीज़ को कार्डियक अरेस्ट होता है। इस प्रकार की मशीन (इलेक्ट्रो-कार्डियोग्राफ) का उपयोग एक इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ECG) प्राप्त करने के लिए किया जाता है। ECG हृदय की विद्युत गतिविधि का एक ग्राफिकल प्रतिनिधित्व है जो एक कार्डियक चक्र के दौरान होती है। एक मानक ECG प्राप्त करने के लिए (जैसा कि चित्र 18.3 में दिखाया गया है), एक मरीज़ को मशीन से तीन इलेक्ट्रिकल लीड्स के साथ जोड़ा जाता है (एक प्रत्येक कलाई पर और एक बाएँ टखने पर) जो लगातार हृदय की गतिविधि की निगरानी करती हैं। हृदय के कार्य का विस्तृत मूल्यांकन करने के लिए, कई लीड्स छाती के क्षेत्र में लगाए जाते हैं। यहाँ, हम केवल एक मानक ECG के बारे में बात करेंगे। ECG में प्रत्येक चोटी को P से T तक एक अक्षर से पहचाना जाता है जो हृदय की एक विशिष्ट विद्युत गतिविधि से संबंधित होता है।
चित्र 18.3 एक मानक ECG की आरेखीय प्रस्तुति
P-वेव दिल के उपरोक्त भागों (atria) के विद्युतीय उत्तेजना (या डिपोलराइज़ेशन) को दर्शाती है, जिससे दोनों उपरोक्त भाग सिकुड़ते हैं। QRS कॉम्प्लेक्स निचले भागों (ventricles) के डिपोलराइज़ेशन को दर्शाता है, जो निचले भागों की संकुचन प्रक्रिया शुरू करता है। संकुचन Q के थोड़ी देर बाद शुरू होता है और सिस्टोल की शुरुआत को चिह्नित करता है।
T-वेव निचले भागों को उत्तेजित अवस्था से सामान्य अवस्था में वापस लौटने (रिपोलराइज़ेशन) को दर्शाती है। T-वेव का अंत सिस्टोल के अंत को चिह्नित करता है। स्पष्ट है कि किसी निश्चित समयावधि में आने वाले QRS कॉम्प्लेक्सों की संख्या गिनकर किसी व्यक्ति की हृदय गति निर्धारित की जा सकती है। चूँकि विभिन्न व्यक्तियों से प्राप्त ECG एक ही लीड विन्यास के लिए लगभग एक समान आकृति रखते हैं, इस आकृति से कोई भी विचलन संभावित असामान्यता या रोग की ओर संकेत करता है। इसलिए इसका नैदानिक महत्व बहुत अधिक है।
18.4 द्वितीय परिसंचरण
रक्त रक्त वाहिकाओं—धमनियों और शिराओं—के माध्यम से एक निश्चित मार्ग से बहता है। मूलतः प्रत्येक धमनी और शिरा तीन परतों से बनी होती है: चपटी एंडोथीलियम की आंतरिक परत, ट्यूनिका इन्टिमा; चिकनी पेशियों और लचीले रेशों की मध्य परत, ट्यूनिका मीडिया; और कोलाजन रेशों वाली बाहरी फाइब्रस संयोजी ऊतक परत, ट्यूनिका एक्स्टर्ना। ट्यूनिका मीडिया शिराओं में तुलनात्मक रूप से पतली होती है (चित्र 18.4)।
आकृति 18.4 मानव में रक्त परिसंचरण की आरेखीय योजना
जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, दायाँ निलय फुफ्फुसीय धमनी में रक्त पंप करता है, जबकि बायाँ निलय रक्त को महाधमनी में पंप करता है। फुफ्फुसीय धमनी में पंप किया गया अनॉक्सीजनेटेड रक्त फेफड़ों को भेजा जाता है जहाँ से ऑक्सीजनेटेड रक्त फुफ्फुसीय शिराओं द्वारा बायें आलिंद में लाया जाता है। यह मार्ग फुफ्फुसीय परिसंचरण बनाता है। महाधमनी में प्रवेश करने वाला ऑक्सीजनेटेड रक्त धमनियों, धमनिकाओं और केशिकाओं के जाल द्वारा ऊतकों तक पहुँचाया जाता है जहाँ से अनॉक्सीजनेटेड रक्त वेन्यूल, शिराओं और महाशिरा के तंत्र द्वारा एकत्र किया जाता है और दायें आलिंद में खाली किया जाता है। यह systemic circulation है (आकृति 18.4)। सिस्टेमिक परिसंचरण ऊतकों को पोषक तत्व, O2 और अन्य आवश्यक पदार्थ प्रदान करता है और CO2 तथा अन्य हानिकारक पदार्थों को हटाने के लिए दूर ले जाता है। पाचन तंत्र और यकृत के बीच एक अनोही वाहिकीय संबंध होता है जिसे यकृत द्वार प्रणाली कहा जाता है। यकृत द्वार शिरा आंत से रक्त को यकृत तक ले जाती है इससे पहले कि वह सिस्टेमिक परिसंचरण को सौंपा जाए। हमारे शरीर में हृदय पेशियों के लिए रक्त के परिसंचरण के लिए विशेष कोरोनरी वाहिका तंत्र मौजूद है।
18.5 हृदय गतिविधि का नियमन
हृदय की सामान्य गतिविधियाँ आंतरिक रूप से नियमित होती हैं, अर्थात् विशेष पेशियों (नोडल ऊतक) द्वारा स्वतः नियमित होती हैं, इसलिए हृदय को मायोजेनिक कहा जाता है। मेडुला ओब्लांगेटा में एक विशिष्ट तंत्रिका केंद्र स्वायत्त तंत्रिका तंत्र (ANS) के माध्यम से हृदय कार्य को मध्यम कर सकता है। सहानुभूति तंत्रिकाओं (ANS का भाग) के माध्यम से तंत्रिका संकेत हृदय गति की दर, निलय संकुचन की शक्ति और इस प्रकार कार्डिएक आउटपुट को बढ़ा सकते हैं। दूसरी ओर, पैरासिम्पेथेटिक तंत्रिका संकेत (ANS का एक अन्य घटक) हृदय गति की दर, कार्य विभव के संचरण की गति और इस प्रकार कार्डिएक आउटपुट को घटाते हैं। अधिवृक्क मध्यस्थ हार्मोन भी कार्डिएक आउटपुट को बढ़ा सकते हैं।
18.6 परिसंचरण तंत्र के विकार
उच्च रक्तचाप (हाइपरटेंशन): हाइपरटेंशन उस रक्तचाप के लिए प्रयुक्त शब्द है जो सामान्य (120/80) से अधिक हो। इस मापन में 120 मिमी एचजी (पारे के दबाव के मिलीमीटर) सिस्टोलिक, या पंपिंग, दबाव है और 80 मिमी एचजी डायस्टोलिक, या विश्राम, दबाव है। यदि किसी व्यक्ति के रक्तचाप की बार-बार जाँच में 140/90 (140 ओवर 90) या अधिक आता है, तो यह हाइपरटेंशन दर्शाता है। उच्च रक्तचाप हृदय रोगों का कारण बनता है और मस्तिष्क तथा गुर्दे जैसे महत्वपूर्ण अंगों को भी प्रभावित करता है।
कोरोनरी आर्टरी रोग (CAD): कोरोनरी आर्टरी रोग, जिसे अक्सर एथेरोस्क्लेरोसिस कहा जाता है, उन नलिकाओं को प्रभावित करता है जो हृदय की मांसपेशियों को रक्त आपूर्ति करती हैं। यह कैल्शियम, वसा, कोलेस्ट्रॉल और फाइब्रस ऊतकों के जमाव के कारण होता है, जिससे धमनियों का ल्यूमेन संकीर्ण हो जाता है।
एंजाइना: इसे ‘एंजाइना पेक्टोरिस’ भी कहा जाता है। तीव्र सीने में दर्द का लक्षण तब दिखाई देता है जब हृदय की मांसपेशियों तक पर्याप्त ऑक्सीजन नहीं पहुंच रही होता है। एंजाइना किसी भी उम्र के पुरुषों और महिलाओं में हो सकता है, लेकिन यह मध्यम आयु और वृद्ध लोगों में अधिक सामान्य है। यह रक्त प्रवाह को प्रभावित करने वाली स्थितियों के कारण होता है।
हृदय की विफलता: हृदय की विफलता का अर्थ है हृदय की ऐसी स्थिति जब वह शरीर की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए प्रभावी रूप से रक्त पंप नहीं कर पा रहा होता है। इसे कभी-कभी संवहनी हृदय विफलता कहा जाता है क्योंकि फेफड़ों की भीड़ इस रोग के मुख्य लक्षणों में से एक है। हृदय की विफलता कार्डियक अरेस्ट (जब हृदय धड़कना बंद कर देता है) या हार्ट अटैक (जब हृदय की मांसपेशियों को अचानक अपर्याप्त रक्त आपूर्ति के कारण क्षति होती है) के समान नहीं होती है।
सारांश
कशेरुकी अपने शरीर में रक्त, एक द्रव संयोजी ऊतक, का संचार करते हैं, कोशिकाओं तक आवश्यक पदार्थों को पहुंचाने और वहां से अपशिष्ट पदार्थों को ले जाने के लिए। एक अन्य द्रव, लसीका (ऊतक द्रव), भी कुछ पदार्थों के परिवहन के लिए उपयोग किया जाता है।
रक्त में एक द्रव मैट्रिक्स, प्लाज़्मा और बनने वाले तत्व होते हैं। लाल रक्त कोशिकाएँ (RBCs, एरिथ्रोसाइट्स), सफेद रक्त कोशिकाएँ (WBCs, ल्यूकोसाइट्स) और प्लेटलेट्स (थ्रोम्बोसाइट्स) बनने वाले तत्वों का निर्माण करते हैं। मनुष्यों के रक्त को A, B, AB और O प्रणालियों में वर्गीकृत किया जाता है, जो RBCs पर दो सतह एंटीजन A और B की उपस्थिति या अनुपस्थिति के आधार पर किया जाता है। एक अन्य रक्त वर्गीकरण RBCs की सतह पर रीसस कारक (Rh) नामक एक अन्य एंटीजन की उपस्थिति या अनुपस्थिति के आधार पर भी किया जाता है। ऊतकों में कोशिकाओं के बीच के स्थानों में एक द्रव होता है जो रक्त से उत्पन्न होता है और ऊतक द्रव कहलाता है। इस लसीका नामक द्रव लगभग रक्त के समान होता है, सिवाय प्रोटीन सामग्री और बनने वाले तत्वों के।
सभी कशेरुकी और कुछ अकशेरुकी जीव बंद परिसंचरण तंत्र रखते हैं। हमारा परिसंचरण तंत्र एक पेशीय पंप करने वाला अंग, हृदय, वाहिकाओं के जाल और एक द्रव, रक्त से बना है। हृदय में दो आलिंद और दो निलय होते हैं। हृदय पेशी स्वतः-उत्तेजनीय होती है। साइनो-आलिंद नोड (SAN) प्रति मिनट अधिकतम कार्यवाही विभव (70-75/मिनट) उत्पन्न करता है और इसलिए यह हृदय की गतिविधियों की गति निर्धारित करता है। इसे अतः पेसमेकर कहा जाता है। कार्यवाही विभव आलिंदों को और फिर निलयों को संकुचन (सिस्टोल) तथा उसके बाद विश्राम (डायस्टोल) से गुजरने का कारण बनता है। सिस्टोल रक्त को आलिंदों से निलयों तथा फिर फुफ्फुसीय धमनी और महाधमनी में जाने के लिए बाध्य करता है। हृदय में क्रमिक घटनाओं द्वारा बनने वाला चक्र, जिसे बार-बार दोहराया जाता है, हृदय चक्र कहलाता है। एक स्वस्थ व्यक्ति में प्रति मिनट 72 ऐसे चक्र देखे जाते हैं। प्रत्येक निलय द्वारा एक हृदय चक्र के दौरान लगभग 70 मिलीलीटर रक्त बाहर पंप किया जाता है और इसे स्ट्रोक या धड़कन आयतन कहा जाता है। प्रत्येक निलय द्वारा प्रति मिनट बाहर पंप किए गए रक्त की मात्रा को हृदय आउटपुट कहा जाता है और यह स्ट्रोक आयतन और हृदय गति के गुणनफल के बराबर होता है (लगभग 5 लीटर)। हृदय की विद्युत गतिविधि को शरीर की सतह से इलेक्ट्रोकार्डियोग्राफ का उपयोग करके रिकॉर्ड किया जा सकता है और इस रिकॉर्डिंग को इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ECG) कहा जाता है जो नैदानिक महत्व का होता है।
हमारे पास पूर्ण दोहरा संचार होता है, अर्थात् दो संचार मार्ग उपस्थित होते हैं, अर्थात् फुप्फुसीय और全身ीय। फुप्फुसीय संचार दायें निलय द्वारा अनॉक्सीजनित रक्त के पम्पिंग से प्रारम्भ होता है जिसे फेफड़ों तक ले जाया जाता है जहाँ इसे ऑक्सीजनेट किया जाता है और वापस बायें अलिन्द में लौटाया जाता है।全身ीय संचार बायें निलय द्वारा ऑक्सीजनेट रक्त के पम्पिंग से आरम्भ होता है जो आर्टा में जाता है जिसे सभी शरीर ऊतकों तक ले जाया जाता है और वहाँ से अनॉक्सीजनित रक्त को शिराओं द्वारा एकत्र करके दायें अलिन्द में वापस लाया जाता है। यद्यपि हृदय स्वतः उत्तेजनशील है, इसके कार्यों को तंत्रिकीय और हार्मोनल तंत्रों द्वारा संयमित किया जा सकता है।
अभ्यास
1. रक्त में बने तत्वों के घटकों के नाम बताइए और उनमें से प्रत्येक का एक प्रमुख कार्य उल्लेख कीजिए।
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उत्तर रक्त में बने तत्वों के घटक इस प्रकार हैं: (1) एरिथ्रोसाइट्स:
ये सबसे अधिक संख्या में पाए जाने वाले कोशिकाएँ हैं और इनमें हीमोग्लोबिन नामक लाल वर्णक होता है। ये शरीर के सभी भागों में ऑक्सीजन पहुँचाते हैं। लाल रक्त कोशिकाओं का निर्माण शरीर के कुछ भागों जैसे लंबी हड्डियों, पसलियों आदि की अस्थि मज्जा में निरंतर होता रहता है। रक्त के प्रति घन मिलीमीटर में लगभग 4 - 6 मिलियन RBC होते हैं।
(2) ल्यूकोसाइट्स
ल्यूकोसाइट्स रंगहीन कोशिकाएँ होती हैं। इन कोशिकाओं में हीमोग्लोबिन नहीं होता है। ये शरीर की सबसे बड़ी कोशिकाएँ होती हैं और इन्हें दो मुख्य श्रेणियों में बाँटा गया है।
(a) ग्रैन्यूलोसाइट्स
इन ल्यूकोसाइट्स के कोशिकाद्रव्य में कणिकाएँ होती हैं और इनमें न्यूट्रोफिल, इओसिनोफिल और बेसोफिल सम्मिलित होते हैं। न्यूट्रोफिल फैगोसाइटिक कोशिकाएँ होती हैं जो शरीर को विभिन्न संक्रामक एजेंटों से बचाती हैं। इओसिनोफिल एलर्जी प्रतिक्रियाओं से संबद्ध होते हैं, जबकि बेसोफिल सूजन संबंधी प्रतिक्रियाओं में शामिल होते हैं।
(b) अग्रैन्यूलोसाइट्स
लिम्फोसाइट और मोनोसाइट अग्रैन्यूलोसाइट होते हैं। लिम्फोसाइट संक्रामक एजेंटों के विरुद्ध प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया उत्पन्न करते हैं, जबकि मोनोसाइट स्वभावतः फैगोसाइटिक होते हैं।
(3) प्लेटलेट्स
प्लेटलेट्स रक्त में पाए जाने वाले छोटे असमान आकृति वाले कण होते हैं। इनमें थक्का बनाने में सहायक आवश्यक रसायन होते हैं। प्लेटलेट्स का मुख्य कार्य थक्का बनाना है।
2. प्लाज्मा प्रोटीन का क्या महत्व है?
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उत्तर प्लाज़्मा रक्त का रंगहीन द्रव है जो भोजन, $CO_2$, अपशिष्ट पदार्थों और लवणों के परिवहन में सहायता करता है। यह रक्त का लगभग $55 %$ हिस्सा होता है। प्लाज़्मा का लगभग $6.8 %$ भाग फाइब्रिनोजन, ग्लोब्युलिन और एल्ब्युमिन जैसे प्रोटीनों से बना होता है।
फाइब्रिनोजन एक प्लाज़्मा ग्लाइकोप्रोटीन है जो यकृत द्वारा संश्लेषित होता है। यह रक्त के थक्के बनाने में भूमिका निभाता है।
ग्लोब्युलिन प्लाज़्मा का एक प्रमुख प्रोटीन है। यह शरीर को संक्रमणकारी एजेंटों से बचाता है।
एल्ब्युमिन प्लाज़्मा का एक प्रमुख प्रोटीन है। यह वाहिकीय स्थान के भीतर द्रव आयतन को बनाए रखने में सहायता करता है।
3. कॉलम I का कॉलम II से मिलान कीजिए :
| कॉलम I | कॉलम II |
|---|---|
| (a) इओसिनोफिल्स | (i) थक्का बनना |
| (b) RBC | (ii) सार्वभौमिक ग्राही |
| (c) AB समूह | (iii) संक्रमण का प्रतिरोध |
| (d) प्लेटलेट्स | (iv) हृदय का संकुचन |
| (e) सिस्टोल | (v) गैस परिवहन |
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उत्तर
| कॉलम I | कॉलम II |
|---|---|
| (a) इओसिनोफिल्स | (iii) संक्रमण का प्रतिरोध |
| (b) RBC | (v) गैस परिवहन |
| (c) AB समूह | (ii) सार्वभौमिक ग्राही |
| (d) प्लेटलेट्स | (i) थक्का बनना |
| (e) सिस्टोल | (iv) हृदय का संकुचन |
4. हम रक्त को संयोजी ऊतक क्यों मानते हैं?
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उत्तर संयोजी ऊतकों में कोशिकाएँ अतिरिक्त-कोशिकीय मैट्रिक्स में बिखरी होती हैं। वे विभिन्न शरीर प्रणालियों को जोड़ते हैं। रक्त को संयोजी ऊतक के एक प्रकार के रूप में दो कारणों से माना जाता है।
(i) अन्य संयोजी ऊतकों की तरह, रक्त भी मध्योदर (मेसोडर्म) से उत्पन्न होता है।
(ii) यह शरीर के तंत्रों को जोड़ता है, शरीर के सभी भागों तक ऑक्सीजन और पोषक तत्वों का परिवहन करता है और अपशिष्ट उत्पादों को हटाता है। रक्त में एक अतिरिक्त-कोशिकीय मैट्रिक्स होता है जिसे प्लाज्मा कहा जाता है, जिसमें लाल रक्त कोशिकाएँ, सफेद रक्त कोशिकाएँ और प्लेटलेट्स तैरती रहती हैं।
5. लसीका और रक्त में क्या अंतर होता है?
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उत्तर
| लसीका | रक्त |
|---|---|
| 1. यह एक रंगहीन द्रव है जिसमें RBC नहीं होते। | 1. यह एक लाल रंग का द्रव है जिसमें RBC होते हैं। |
| 2. इसमें प्लाज्मा और कम संख्या में WBC तथा प्लेटलेट्स होते हैं। | 2. इसमें प्लाज्मा, RBC, WBC और प्लेटलेट्स होते हैं। |
| 3. यह शरीर की रक्षा में मदद करता है और प्रतिरक्षा तंत्र का एक भाग है। | 3. यह ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के परिसंचरण से संबंधित है। |
| 4. इसके प्लाज्मा में प्रोटीन नहीं होते। | 4. इसके प्लाज्मा में प्रोटीन, कैल्शियम और फॉस्फोरस होते हैं। |
| 5. यह ऊतक कोशिकाओं से पोषक तत्वों को रक्त तक लसीका वाहिकाओं के माध्यम से पहुँचाता है। | 5. यह पोषक तत्वों और ऑक्सीजन को एक अंग से दूसरे अंग तक पहुँचाता है। |
| 6. लसीका का प्रवाह धीमा होता है। | 6. रक्त वाहिकाओं में रक्त का प्रवाह तेज होता है। |
6. द्वि-परिसंचरण (डबल सर्कुलेशन) से क्या तात्पर्य है? इसका क्या महत्व है?
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उत्तर
दोहर परिसंचरण एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें एक पूर्ण चक्र के दौरान रक्त दो बार हृदय से होकर गुजरता है। इस प्रकार का परिसंचरण उभयचरों, सरीसृपों, पक्षियों और स्तनधारियों में पाया जाता है। हालांकि, यह पक्षियों और स्तनधारियों में अधिक प्रमुख है क्योंकि इनमें हृदय पूरी तरह से चार कक्षों में विभाजित होता है — दाया अलिंद, दाया निलय, बाया अलिंद और बाया निलय।
किसी जीव में रक्त की गति को दो भागों में बांटा गया है:
(i) तंत्रिक परिसंचरण
(ii) फुप्फुस परिसंचरण
तंत्रिक परिसंचरण में ऑक्सीजनयुक्त रक्त हृदय के बाये निलय से आॅर्टा तक जाता है। फिर इसे धमनियों, सूक्ष्म धमनियों और केशिकाओं के जाल के माध्यम से ऊतकों तक पहुंचाया जाता है। ऊतकों से अनॉक्सीजनयुक्त रक्त सूक्ष्म शिराओं, शिराओं और वेना कैवा द्वारा एकत्र किया जाता है और बाये अलिंद में खाली किया जाता है।
फुप्फुस परिसंचरण में अनॉक्सीजनयुक्त रक्त दाये निलय से फुप्फुस धमनी तक जाता है, जो फिर रक्त को ऑक्सीजनयुक्त करने के लिए फेफड़ों तक ले जाती है। फेफड़ों से ऑक्सीजनयुक्त रक्त फुप्फुस शिराओं द्वारा बाये अलिंद में लाया जाता है।
इस प्रकार, दोहरे परिसंचरण में रक्त को फेफड़ों और ऊतकों से बारी-बारी से होकर गुजरना पड़ता है।
दोहरे परिसंचरण का महत्व:
ऑक्सीजनयुक्त और अनॉक्सीजनयुक्त रक्त के पृथक् होने से शरीर की कोशिकाओं को ऑक्सीजन की अधिक कुशल आपूर्ति होती है। रक्त तंत्रिक परिसंचरण के माध्यम से शरीर के ऊतकों तक और फुप्फुस परिसंचरण के माध्यम से फेफड़ों तक परिसंचरित होता है।
7. अंतर लिखिए :
(a) रक्त और लसीका
(b) परिसंचरण की खुली और बंद प्रणाली
(c) सिस्टोल और डायस्टोल
(d) P-तरंग और T-तरंग
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उत्तर
(a) रक्त और लसीका
| रक्त | लसीका |
|---|---|
| 1. रक्त एक लाल रंग का द्रव है जिसमें RBC होते हैं। | 1. लसीका एक रंगहीन द्रव है जिसमें RBC नहीं होते। |
| 2. इसमें प्लाज्मा, RBC, WBC और प्लेटलेट्स होते हैं। इसमें प्रोटीन भी होते हैं। | 2. इसमें प्लाज्मा और कम संख्या में WBC और प्लेटलेट्स होते हैं। इसमें प्रोटीन नहीं होते। |
| 3. रक्त पोषक तत्वों और ऑक्सीजन को एक अंग से दूसरे अंग तक पहुँचाता है। | 3. लसीका शरीर की रक्षा प्रणाली में भूमिका निभाता है। यह प्रतिरक्षा प्रणाली का एक हिस्सा है। |
(b) परिसंचरण की खुली और बंद प्रणाली
| खुला परिसंचरण तंत्र | बंद परिसंचरण तंत्र |
|---|---|
| 1. इस तंत्र में, रक्त हृदय द्वारा बड़ी वाहिकाओं के माध्यम से साइनस नामक शरीर गुहाओं में पंप किया जाता है। | 1. इस तंत्र में, रक्त हृदय द्वारा वाहिकाओं के बंद नेटवर्क के माध्यम से पंप किया जाता है। |
| 2. शरीर के ऊतक रक्त के सीधे संपर्क में होते हैं। | 2. शरीर के ऊतक रक्त के सीधे संपर्क में नहीं होते। |
| 3. रक्त कम दबाव पर बहता है। इसलिए, यह परिसंचरण का धीमा और कम कुशल तंत्र है। | 3. रक्त उच्च दबाव पर बहता है। इसलिए, यह परिसंचरण का तेज़ और अधिक कुशल तंत्र है। |
| 4. रक्त का प्रवाह ऊतकों और अंगों के माध्यम से नियंत्रित नहीं होता। | 4. रक्त का प्रवाह वाल्व द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है। |
| 5. यह तंत्र आर्थ्रोपोड्स और मॉलस्क्स में पाया जाता है। | 5. यह तंत्र एनेलिड्स, इकाइनोडर्म्स और कशेरुकियों में पाया जाता है। |
(c) सिस्टोल और डायस्टोल
| सिस्टोल | डायस्टोल |
|---|---|
| 1. यह हृदय गुहाओं का संकुचन है जिससे रक्त को आर्टा और पल्मोनरी आर्टरी में धकेलना होता है। | 1. यह दो संकुचनों के बीच हृदय गुहाओं का विश्राम है। डायस्टोल के दौरान गुहाएँ रक्त से भर जाती हैं। |
| 2. सिस्टोल हृदय गुहाओं की मात्रा को घटाता है और रक्त को उनसे बाहर धकेलता है। | 2. डायस्टोल हृदय गुहाओं को उनकी मूल आकार में वापस लाता है ताकि अधिक रक्त प्राप्त हो सके। |
(d) P-वेव और T-वेव
| P-वेव | T-वेव |
|---|---|
| 1. इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ECG) में, P-वेव SA नोड की सक्रियता को दर्शाता है। | 1. इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम (ECG) में, T-वेव वेंट्रिकुलर विश्राम को दर्शाता है। |
| 2. इस चरण के दौरान, SA नोड द्वारा संकुचन का आवेग उत्पन्न होता है, जिससे एट्रियल डिपोलराइज़ेशन होता है। | 2. इस चरण के दौरान, वेंट्रिकल विश्राम करते हैं और अपनी सामान्य अवस्था में लौट आते हैं। |
| 3. यह एट्रियल मूल की होती है। | 3. यह वेंट्रिकुलर मूल की होती है। |
8. कशेरुकियों में हृदय के प्रतिरूप में विकासवादी परिवरण का वर्णन कीजिए।
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उत्तर
सभी कशेरुकियों में एक हृदय होता है - एक खोखला पेशीय अंग जो हृदय पेशी तंतुओं से बना होता है। हृदय का कार्य शरीर के सभी भागों में ऑक्सीजन पहुंचाना है। हृदय का विकास ऑक्सीजनयुक्त रक्त को अनऑक्सीजनयुक्त रक्त से पृथक करने पर आधारित है ताकि ऑक्सीजन का कुशल परिवहन हो सके।
मछलियों में, हृदय एक खोखली नली के समान था। यह स्तनधारियों में चार-कोठरी वाले हृदय में विकसित हुआ।
मत्स्य हृदय
मछली के हृदय में केवल दो कोठरियां होती हैं - एक ऑरिकल और एक वेंट्रिकल। चूंकि ऑरिकल और वेंट्रिकल दोनों अविभाजित रहते हैं, इसलिए इसमें केवल अनऑक्सीजनयुक्त रक्त ही प्रवाहित होता है। अनऑक्सीजनयुक्त रक्त वेंट्रिकल से ऑक्सीजनन के लिए गिल्स में प्रवेश करता है। इसमें अतिरिक्त कोठरियां जैसे साइनस वेनोसस और कोनस आर्टेरियोसस होती हैं।
उभयचर हृदय
उभयचर, जैसे मेंढक, तीन-कोठरीय हृदय रखते हैं, जिसमें दो कान और एक निलय होता है। कान को अंतर-कानिक पट द्वारा दाएँ और बाएँ कोठरों में विभाजित किया गया है, जबकि निलय अविभाजित रहता है।
अतिरिक्त कोठर जैसे साइनस वेनोसस और कोनस आर्टीरियोसस भी उपस्थित होते हैं। फेफड़ों से ऑक्सीजनयुक्त रक्त बाएँ कान में प्रवेश करता है और साथ ही, शरीर से डिऑक्सीजनयुक्त रक्त दाएँ कान में प्रवेश करता है। ये दोनों कान निलय में खाली होते हैं, जहाँ ऑक्सीजनयुक्त और डिऑक्सीजनयुक्त रक्त कुछ हद तक मिल जाते हैं।
सरीसृप हृदय
सरीसृपों में अपूर्ण चार-कोठरीय हृदय होते हैं, सिवाय मगरमच्छ, घड़ियाल और ग्राहियल के। उनमें केवल एक सहायक कोठर होता है जिसे साइनस वेनोसस कहा जाता है। सरीसृप हृदय में भी मिश्रित रक्त परिसंचरण देखा जाता है।
पक्षी और स्तनधारी हृदय
उनमें ऑक्सीजनयुक्त और अवायुयुक्त रक्तों को पृथक करने के लिए दो युग्म कक्ष होते हैं। हृदय चार कक्षों में विभाजित होता है। ऊपर के दो कक्षों को आलिंद (atria) कहा जाता है और नीचे के दो कक्षों को निलय (ventricles) कहा जाता है। कक्षों को एक पेशीय दीवार द्वारा अलग किया जाता है जो ऑक्सीजन से भरपूर रक्त को कार्बन डाइऑक्साइड से भरपूर रक्त के साथ मिलने से रोकती है।
9. हम अपने हृदय को आउतकीय (myogenic) क्यों कहते हैं?
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उत्तर
मानव हृदय में संकुचन एक विशेष संशोधित हृदय पेशी द्वारा प्रारंभ किया जाता है जिसे सायनो-आलिंड नोड (sinoatrial node) कहा जाता है। यह दायें आलिंद में स्थित होता है। SA नोड में संकुचन की लहर उत्पन्न करने और हृदय गति को नियंत्रित करने की जन्मजात क्षमता होती है। इसलिए इसे पेसमेकर (pacemaker) कहा जाता है। चूँकि हृदय गति SA नोड द्वारा प्रारंभ होती है और संकुचन की आवेग स्वयं हृदय में उत्पन्न होता है, मानव हृदय को आउतकीय (myogenic) कहा जाता है। कशेरुकियों और मोलस्कों के हृदय भी आउतकीय होते हैं।
10. सायनो-आलिंड नोड को हमारे हृदय का पेसमेकर क्यों कहा जाता है?
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उत्तर
सायनो-एट्रियल (SA) नोड हृदय के दाएं आलिंद के ऊपरी भाग में स्थित न्यूरॉनों का एक विशिष्ट समूह है। SA नोड से उत्पन्न होने वाली कार्डियक आवेग हृदय में विद्युत घटनाओं की एक श्रृंखला को ट्रिगर करता है, जिससे रक्त को हृदय से बाहर पंप करने वाली मांसपेशी संकुचन की क्रमबद्धता नियंत्रित होती है। चूंकि SA नोड हृदय की लयबद्धता को प्रारंभ करता है और बनाए रखता है, इसलिए इसे मानव शरीर का प्राकृतिक पेसमेकर कहा जाता है।
11. हृदय की कार्यप्रणाली में एट्रियो-वेंट्रिकुलर नोड और एट्रियो-वेंट्रिकुलर बंडल का क्या महत्व है?
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उत्तर
एट्रियोवेंट्रिकुलर (AV) नोड दाएं आलिंद में उपस्थित होता है, जो अंतर-आलिंद पट्टिका के आधार के पास स्थित होता है जो दाएं आलिंद को निलय से अलग करती है। यह His के बंडल को जन्म देता है जो कार्डियक आवेगों को आलिंदों से निलयों तक संचारित करता है। जैसे ही His का बंडल अंतर-निलय पट्टिका के साथ-साथ निलय तक जाता है, यह दो शाखाओं में विभाजित होता है - दाएं निलय और बाएं निलय।
इस संचारण तंत्र की अंतिम शाखाएं फिर पुरकिंजे तंतुओं का एक जाल बनाती हैं जो मायोकार्डियम में प्रवेश करते हैं। सायनो-एट्रियल नोड (SA नोड) से आने वाले उत्तेजना तरंग द्वारा प्रारंभ किया गया आलिंद संकुचन एट्रियो-वेंट्रिकुलर नोड को उत्तेजित करता है, जिससे His के बंडल और पुरकिंजे तंतुओं के माध्यम से निलयों का संकुचन होता है। इस प्रकार, एट्रियो-वेंट्रिकुलर नोड और एट्रियोवेंट्रिकुलर बंडल निलयों के संकुचन में भूमिका निभाते हैं।
12. हृदय चक्र और हृदय आउटपुट को परिभाषित कीजिए।
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उत्तर
हृदय चक्र को एक हृदय स्पंदन की शुरुआत से अगले स्पंदन की शुरुआत तक हृदय में होने वाली घटनाओं के पूर्ण चक्र के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसमें तीन चरण होते हैं - अलिंग संकुचन, निलय संकुचन और पूर्ण हृदय प्रशामन।
हृदय आउटपुट को निलयों द्वारा एक मिनट में बाहर पंप किए गए रक्त की मात्रा के रूप में परिभाषित किया जाता है।
13. हृदय ध्वनियों की व्याख्या कीजिए।
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उत्तर
हृदय ध्वनियाँ हृदय वाल्वों के बंद और खुलने से उत्पन्न होने वाली आवाज़ें हैं। एक स्वस्थ व्यक्ति में दो सामान्य हृदय ध्वनियाँ होती हैं जिन्हें लब और डब कहा जाता है। लब पहली हृदय ध्वनि है। यह संकुचन की शुरुआत में त्रिकुप और द्विकुप वाल्वों के बंद होने से जुड़ी होती है। दूसरी हृदय ध्वनि डब अर्धचंद्राकार वाल्वों के बंद होने से जुड़ी होती है जो प्रशामन की शुरुआत में होता है।
ये ध्वनियाँ हृदय की स्थिति और कार्यप्रणाली के बारे में महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करती हैं।
14. एक मानक ईसीजी बनाइए और उसमें विभिन्न खंडों की व्याख्या कीजिए।
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उत्तर
इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम हृदय चक्र का एक लेखाचित्र प्रतिनिधित्व है जो एक इलेक्ट्रोग्राफ द्वारा उत्पन्न किया जाता है।
एक मानक ईसीजी का चित्रात्मक प्रतिनिधित्व नीचे दिखाया गया है।
एक सामान्य मानव इलेक्ट्रोकार्डियोग्राम में पाँच तरंगें होती हैं- $P, Q, R, S$, और $T$। $P, R$, और T-तरंगें आधार रेखा के ऊपर होती हैं और सकारात्मक तरंगें कहलाती हैं। $Q$ और S-तरंगें आधार रेखा के नीचे होती हैं और ऋणात्मक तरंगें कहलाती हैं। P-तरंग आलिंद उत्पत्ति की होती है, जबकि Q, R, S, और T-तरंगें निलय उत्पत्ति की होती हैं।
(a) P-तरंग आलिंड निर्वातन को दर्शाती है। इस तरंग के दौरान संकुचन का आवेग SA नोड द्वारा उत्पन्न किया जाता है। PQ-तरंग आलिंड संकुचन को दर्शाती है।
(b) QR-तरंग निलय संकुचन से पहले आती है। यह संकुचन के आवेग को AV नोड से निलय की दीवार तक फैलने को दर्शाती है। यह निलय निर्वातन की ओर ले जाती है।
(c) RS-तरंग लगभग $0.3 sec$ के निलय संकुचन को दर्शाती है।
(d) ST-तरंग लगभग $0.4 sec$ के निलय विश्राम को दर्शाती है। इस चरण के दौरान निलय विश्राम करते हैं और अपनी सामान्य स्थिति में लौटते हैं।
(e) T-तरंग निलय विश्राम को दर्शाती है।
BETA
