'श्वास-उच्छवास' माहीत जाणून घ्या

शक्तीच्या उत्पादनासाठी व शारीरिक उष्णता कायम ठेवण्यासाठी आपल्या आहारातील पेस्ट व स्निग्ध पदार्थांचे ज्वलन शरीरातील पेशीजालात सतत चालू असते. या ज्वलनाला प्राणवायूची आवश्यकता असते. ती पूर्ण करण्यासाठी नाकाने हवा आत घेण्याच्या क्रियेस 'श्वास' असे म्हणतात. कर्बद्विप्राणिल वायू, पाण्याची वाफ वैगरे अशुद्ध पदार्थ बाहेर टाकण्याच्या प्रक्रियेस 'उच्छ्वास' असे म्हटले जाते. या दोन्हीला मिळून आपण श्वासोच्छ्वास असे म्हणतो. ही क्रिया श्वसनसंस्थेकडुन पूर्ण केली जाते.
नाकातून हवा हात घेणे, ती गाळून श्वासनलिकेतून फुफ्फुसांकडे पोहोचवणे, तेथील वायूकोषिकांमध्ये प्राणवायू प्रदानाची क्रिया होऊन कर्बद्विप्राणिल वायू व वाफ पुन्हा नाकावाटे बाहेर टाकणे या सलग क्रिया श्वसनसंस्थेमार्फत दर मिनिटाला अठरा ते वीस वेळा केल्या जातात. हा वेग शरीराच्या गरजेप्रमाणे वाढू शकतो. नाडीचे ठोके व श्वसनाचा वेग यांच्यामध्ये ४:१ हे गुणोत्तर कायम राखले जाते. त्यामुळे प्राणवायूप्रदानक्रिया घडताना सातत्य राखले जाते.
श्वसनासाठी श्वासपटल, बरगड्यांमधील स्नायू व फुप्फुसावरणातील पोकळी या तीन गोष्टींची मदत लागते. श्वासपटलाची व बरगड्यांमधील स्नायूंची आकुंचन प्रसरणाची हालचाल फुप्फुसांना विस्तारणे व पुन्हा पहिला आकार घेणे यांसाठी मदत करते. फुप्फुसावरणातील पोकळीमुळे शरीराबाहेरील वातावरणातील हवेचा दाब जास्त असल्याने हवेचा श्वसनसंस्थेतील शिरकाव सुलभ होतो. वायूकोषिकांभोवतीच्या केशवाहिन्यांतून लाल पेशी प्राणवायू शोषून घेतात व शरीरात सर्व पेशीजालांकडे पोहोचवतात.
 सर्व सस्तन प्राणी व पक्षिगण यांना हवेतील प्राणवायू श्वासाद्वारे घेणे व उच्छ्वासाद्वारे कर्बद्विप्राणिल वायू बाहेर सोडणे आवश्यक असते. मात्र प्रत्येक सस्तन प्राण्याची प्राणवायूशिवाय राहण्याची क्षमता वेगवेगळी असते. सामान्य माणूस जास्तीत जास्त चार मिनिटे श्वासाशिवाय राहू शकतो. काही पाणबुडे ही वेळ थोडीशी लांबवु शकतात. मगरी, देवमासे, ओटर्स, बीव्हर्स, पेंग्विनपक्षी पाण्यात बुडी मारल्यावर बराच काळ श्वसनाशिवाय राहू शकतात. पाण्यात अनेक मीटर्स खोलवर बुडी मारल्यावरही त्यांच्या फुप्फुसांवर पाण्याच्या दाबाचा परिणाम होत नाही.
पक्ष्यांच्या शरीरात फुप्फुसांनी फार मोठा भाग व्यापलेला असतो. त्यांची उडण्याची हालचाल करताना पंखांतील स्नायूंना भरपूर प्राणवायूची गरज लागते, ती भागवणे हा एक भाग साधला जातो; तर दुसऱ्या बाजूला उडण्यासाठी शरीराचे वजन आपोआपच कमी राखले गेल्याने सुलभता येते.
सालामांदर, बेडूक या प्राण्यांमध्ये ओलसर कातडीद्वारे प्राणवायूप्रदान क्रिया करण्याची क्षमता असते. सहजपणे पाण्यात वा जमिनीवर असे यांचे उभायचर वास्तव्य असते. जमिनीतील गांडूळे तत्सम प्राणी आपल्या ओलसर कातडीद्वारेच श्वसन करतात. त्यामुळेच उन्हाने कातडी सुकली तर ती पटकन मारू शकतात. उडणारे छोटे कीटक छोट्या छिद्राद्वारे (स्पायरॅकल) हवा आत घेतात. ती संपूर्ण शरीरभर पसरलेल्या श्वासनलिकेसारख्या नळ्यांतून फिरते. या भोवतीच्या पेशीजालात प्राणवायू प्रदान क्रिया घडते.
श्वसनसंस्थेचा माणसाने सखोल अभ्यास केला आहेच. पण निसर्गाने त्याची जाणीव प्रत्येक प्राण्याला करून दिली आहे, असे म्हटले, तर आश्चर्य वाटेल ना ? मगर जेव्हा एखाद्या प्राण्याला पकडते, तेव्हा स्वतःभोवती फिरक्या घेत ती पकड घट्ट करीत त्याला पाण्याखाली ओढते. अर्थातच श्वासोच्छ्वास बंद झाल्याने त्या प्राण्याचा प्रतिकार थांबतो. अजगर प्राण्याच्या बरगड्यांना प्रथम विळखा घालतो. तो आवळता आवळता प्राण्याचे श्वसन थांबते. मार्जारकुळातील सर्व प्राणी कितीही मोठ्या आकाराच्या प्राण्याचा पाठलाग करून त्याच्या नरडीचा म्हणजेच श्वसननलिकेचा घट्ट चावा घेऊन श्वास बंद करतात. अवाढव्य रेडासुद्धा गुदमरल्यामुळे मृत्यू पावतो.
प्राण्यांच्या श्वसनसंस्थेचे एक वैशिष्ट्य सांगता येईल. श्वासमार्गात कसलाही अडथळा निर्माण झाला, तर शिंकेवाटे, खोकल्यावाटे तो तात्काळ बाहेर टाकण्याची प्रक्रिया शरीर सुरू करते, ज्यात दोन्हींचा जोर इतका विलक्षण असतो की, मार्गातील अडथळा फुफ्फुसापासून वरवर येत थेट नाका तोंडावाटे बाहेर फेकला जातो. मग हा अडथळा म्हणजे धुळीचा कण असो, धुर असो वा शरीरातील श्लेष्मल द्रव म्हणजे कफ असो. श्वासमार्ग सतत मोकळा राखणे हे कार्य प्राधान्याने केले जाते.
श्वासाचा वेग कसा ठरवला जातो ? मेंदूच्या तळाशी असलेल्या रक्तवाहिन्यांच्या जाळ्यातून रक्त जाताना त्यातील कार्बन डायऑक्साइडचे प्रमाण सतत तपासले जात असते. ते वाढले आहे, असे मेंदूला जाणवताच श्वसनाचा वेग वाढायला लागतो. या क्रियेवर माणसाचे वा प्राण्याचे नियंत्रण नसते. गर्भावस्थेतही गर्भाचे हृदय काम करत असते. मात्र पहिला श्वास आईच्या शरीराबाहेर पडल्यावरच घेतला जातो व ती क्रिया जिवंत असेपर्यंत अव्याहतपणे चालू राहते.
('सृष्टी विज्ञानगाथा' या पुस्तकातून)