మన శరీరంలో ఆహారం నుండి శక్తిని విడుదల చేసే ప్రక్రియనే శ్వాసక్రియ అంటారు. ఆహారం నుండి శక్తిని ఉత్పత్తి చేసే శ్వాసక్రియ కోసం ఆక్సిజన్ పీల్చడం, శ్వాసక్రియ ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన కార్బన్ డయాక్సైడ్ పీల్చడం శ్వాసకోశ వ్యవస్థ యొక్క ముఖ్యమైన విధి. ఊపిరితిత్తుల సహాయంతో రక్తం- గాలి మధ్య వాయువులు మార్పిడి చేయబడతాయి. ఈ విధంగా ఆక్సిజన్ మరియు కార్బన్ డయాక్సైడ్ మార్పిడి చేయబడిన వాయువులు.

మనం ఆహారం, నీరు లేకుండా కొన్ని రోజులు జీవించగలము. కానీ శ్వాస తీసుకోవడానికి అవసరమైనందున మనం గాలి లేకుండా కొన్ని నిమిషాల కన్నా ఎక్కువ సేపు జీవించలేము. కాబట్టి, మానవ శ్వాసకోశ వ్యవస్థ గురించి చర్చించే ముందు, శ్వాసక్రియలో ముఖ్యమైన భాగమైన శ్వాస ప్రక్రియను తెలుసుకోవడం చాలా అవసరం.

శ్వాసక్రియ ప్రక్రియ:

శ్వాసక్రియ జరిగే సమయంలో మనం ముక్కు ద్వారా మన ఊపిరితిత్తులలోకి గాలిని పీల్చి  ఆపై దానిని బయటికి వదులుతాము. శ్వాసక్రియ సమయంలో ఆక్సిజన్ సహిత గాలిని శరీరంలోకి తీసుకోవడాన్ని ఉచ్ఛ్వాస అని కార్బన్ డయాక్సైడ్ సహిత గాలిని విడుదల చేయడాన్ని నిచ్ఛ్వాస అని పిలుస్తారు. శ్వాసక్రియ సమయంలో ఈ రెండు ప్రక్రియలు క్రమం తప్పకుండా జరుగుతాయి. కాబట్టి, ఉచ్ఛ్వాస నిచ్ఛ్వాసలను కలిపి శ్వాసక్రియ అని అనవచ్చును.

శ్వాసక్రియ విధానం :

ఊపిరితిత్తులు నాసికా మార్గం మరియు శ్వాసనాళం ద్వారా మన నాసికా రంధ్రాలకు (ముక్కు రంధ్రాలు) అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. మనం గాలి పీల్చినప్పుడు, అది మన నాసికా రంధ్రాలలోకి ప్రవేశించి, నాసికా మార్గం మరియు శ్వాసనాళం గుండా ప్రయాణించి ఊపిరితిత్తులను చేరుకుంటుంది. మన శరీరంలోని 'ఛాతి కుహరం' అనే గాలి చొరబడని ప్రదేశంలో మన రెండు ఊపిరితిత్తులు అమరి ఉంటాయి. ఛాతి కుహరం చుట్టూ పక్కటెముకల మధ్య కండరయుత పక్కటెముకతో ఊపిరితిత్తులు అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఛాతి కుహరం దిగువన డయాఫ్రామ్ అని పిలువబడే కండరాల వంపు ఉంటుంది. అందువలన, ఇది ఛాతి కుహరం యొక్క అంతస్తును ఏర్పరుస్తుంది. ఇందు కారణంగా  పక్కటెముక మరియు డయాఫ్రామ్ యొక్క కదలిక వలన శ్వాసక్రియ ప్రభావితమవుతుంది.

సంబంధిత అంశాలు : మానవ జీర్ణవ్యవస్థ

శ్వాస కోశ వ్యవస్థ

మానవులలో శ్వాసక్రియ ప్రక్రియలో ముక్కు, నాసికా మార్గం లేదా నాసికా కుహరం, శ్వాసనాళం, శ్వాసనాళాలు, ఊపిరితిత్తులు మరియు డయాఫ్రామ్ మొదలైన అవయవాలు పాల్గొంటాయి.

శ్వాస వ్యవస్థ ముక్కు నుండి ప్రారంభమవుతుంది. మన ముక్కుకు నాసికా రంధ్రాలు అని పిలువబడే రెండు రంధ్రాలు ఉంటాయి. నాసికా రంధ్రాల వెనుక ఉన్న మార్గాన్ని నాసికా కుహరం అంటారు. ముక్కులో ఉండే నాసికా రంధ్రాల ద్వారా శ్వాసక్రియ కోసం గాలి ఊపిరితిత్తులలోకి ప్రవేశిస్తుంది. ఈ గాలి నాసికా మార్గంలోకి వెళుతుంది. ఇది నోటి కుహరం లేదా బుక్కల్ కేవిటీ నుండి గట్టి, అస్థి అంగిలి ద్వారా వేరు చేయబడుతుంది. తద్వారా మనం ఆహారం తినేటప్పుడు కూడా గాలిని పీల్చుకోవచ్చు. నాసికా మార్గం లోపల గ్రంధుల ద్వారా శ్లేష్మం స్రవిస్తుంది. నాసికా మార్గం ద్వారా గాలి వెళ్ళినప్పుడు, ధూళి కణాలు మరియు ఇతర మలినాలను నాసికాకేశాలు మరియు శ్లేష్మం ద్వారా బంధించబడతాయి తద్వారా స్వచ్ఛమైన గాలి ఊపిరితిత్తులలోకి వెళుతుంది. ఫారింక్స్ అనేది నోరు మరియు వాయు నాళాల మధ్య ఉన్న గొంతు భాగం. గాలి నాసికా మార్గం నుండి ఫారింక్స్ లోకి ప్రవేశించి, అక్కడి నుండి వాయునాళంలోకి (శ్వాసనాళం) ప్రవేశిస్తుంది.

సంబంధిత అంశాలు :  మానవ విసర్జక వ్యవస్థ 

మృదులాస్థి అనబడే మృదువైన ఎముకల వలయాలతో శ్వాసనాళం నిర్మితమై ఉండడం వలన శ్వాసనాళంలో వాయువు ప్రసరించనప్పుడు కూడా అది నిలకడగానే ఉంటుంది. శ్వాసనాళం పైభాగంలో స్వరపేటిక ఉంటుంది. శ్వాసనాళం మెడ క్రిందికి ఉండి దాని దిగువన చివర 'బ్రోంకి' అని పిలువబడే రెండు చిన్న గొట్టాలుగా విభజించబడింది. ఇవి ఊపిరితిత్తులతో అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఊపిరితిత్తులు ఛాతీ కుహరం లేదా థొరాసిక్ కుహరంలో ఉంటాయి. ఇది డయాఫ్రామ్ అని పిలువబడే కండరాల విభజన ద్వారా ఉదర కుహరం నుండి వేరు చేయబడుతుంది. ఊపిరితిత్తులు ఫ్లూరా అని పిలువబడే రెండు సన్నని పొరలతో కప్పబడి ఉంటాయి. ఊపిరితిత్తులు పక్కటెముకలతో తయారు చేయబడిన 'రిబ్ కేజ్'లో ఉంటాయి.

బ్రోంకి యొక్క ఏకవచనం బ్రోంకస్ మరియు అవి ఊపిరితిత్తులలో విభజింపబడి పెద్ద సంఖ్యలో 'బ్రోన్కియోల్స్' అని పిలువబడే చిన్న గొట్టాలను ఏర్పరుస్తాయి. వాటి చివర్లలో గాలి సంచుల వంటి చిన్న పర్సును 'అల్వియోలీ' (ఏకవచన అల్వియోలస్) అని పిలుస్తారు. అల్వియోలీ యొక్క గోడలు చాలా పలుచగా ఉంటాయి. ఇవి రక్త కేశనాళికల చుట్టూ వ్యాపించి ఉంటాయి. ఆల్వియోలీ నుండి ఆక్సిజన్ శరీరంలోకి గ్రహించబడి, కార్బన్ డయాక్సైడ్ విసర్జించబడుతుంది. ఈ విధంగా అల్వియోలీలో వాయు మార్పిడి జరుగుతుంది.

ఊపిరితిత్తులలో మిలియన్ల సంఖ్యలో ఆల్వియోలీలు ఉంటాయి. ఇవి వాయువుల ప్రవాహానికి తగు స్థలాన్ని ఏర్పరుస్తాయి. ఎక్కువ మొత్తంలో స్థల లభ్యత వాయువుల ప్రవాహాన్ని పెంచుతుంది. డయాఫ్రామ్ ఉచ్ఛ్వాస మరియు నిచ్ఛ్వాసల్లో సహాయకారిగా ఉంటుంది. ఛాతీ కండరాలు కూడా ఊపిరి పీల్చుకోవడంలో సహాయపడతాయి.

మనం గాలి పీల్చినప్పుడు, పక్కటెముకలతో అనుసంధానించబడిన డయాఫ్రామ్ తో పాటూ కండరాలు కూడా సంకోచిస్తాయి. దీని కారణంగా ఛాతి కుహరం విస్తరిస్తుంది. ఈ కదలిక ఛాతీ కుహరం లోపలి పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది. దీని కారణంగా, ఛాతి కుహరం లోపల గాలి పీడనం తగ్గడంతో పాటు బయటి నుండి అధిక పీడనంతో ప్రవహించే గాలి నాసికా రంధ్రాలు, శ్వాసనాళాల ద్వారా ఊపిరితిత్తులలోకి ప్రవేశిస్తుంది.

సంబంధిత అంశాలు :   మానవులలో నియంత్రణ, సమన్వయం

ఈ విధంగా, శ్వాస పీల్చుకునే ప్రక్రియలో ఊపిరితిత్తుల గాలి సంచులు లేదా అల్వియోలీ ఆక్సిజన్ తో కూడిన గాలితో నిండిపోతాయి. ఆల్వియోలీ చుట్టూ రక్త కేశనాళికలు ఉండే కారణంగా ఆక్సిజన్ ఆల్వియోలీ గోడల నుండి రక్తంలోకి వ్యాపిస్తుంది. రక్తంలో ఉండే హిమోగ్లోబిన్ అనే ఎర్రటి వర్ణద్రవ్యం ఆక్సిజన్ ను శరీరంలోని అన్ని భాగాలకు చేరవేస్తుంది. రక్తం శరీరంలోని కణజాలాల గుండా వెళుతున్నప్పుడు, దానిలో ఉన్న ఆక్సిజన్ రక్తంలో అధిక సాంద్రత కారణంగా కణాలలోకి వ్యాపిస్తుంది. ఈ ఆక్సిజన్ జీర్ణమైన ఆహారం లేదా కణాలలో ఉండే గ్లూకోజ్ తో కలిసి శక్తిని విడుదల చేస్తుంది. ఈ ప్రక్రియలో కార్బన్ డయాక్సైడ్ వ్యర్ధంగా ఉత్పత్తి చేయబడి, శరీర కణజాలాలలో అధిక సాంద్రత కారణంగా రక్తంలోకి వ్యాపిస్తుంది. రక్తం కార్బన్ డయాక్సైడ్ ను తిరిగి ఊపిరితిత్తులకు తీసుకువెళుతుంది, అక్కడ అది అల్వియోలీలోకి వ్యాపిస్తుంది. మనం గాలిని పీల్చినప్పుడు, డయాఫ్రామ్ మరియు పక్కటెముకలకు జోడించిన కండరాలు విశ్రాంతి పొందుతాయి. దీని కారణంగా మన ఛాతి కుహరం కుదించబడి చిన్నదిగా మారుతుంది. ఛాతి  యొక్క ఈ సంకోచ కదలిక ఊపిరితిత్తుల అల్వియోలీ నుండి శ్వాసనాళం, నాసికా రంధ్రాలలోకి ఆ తరువాత శరీరం నుండి గాలిలోకి కార్బన్ డయాక్సైడ్ ను బయటకు విసర్జిస్తుంది. ఈ విధంగా వాయు మార్పిడి ప్రక్రియ పూర్తవుతుంది.

శ్వాసక్రియా రేటు

శ్వాసక్రియ అసంకల్పితంగా జరుగుతుంది కానీ శ్వాసక్రియ రేటు మెదడు యొక్క శ్వాసకోశ వ్యవస్థచే నియంత్రించబడుతుంది. విశ్రాంతి సమయంలో వయోజన మనిషిలో సగటు శ్వాస రేటు నిమిషానికి 15 నుండి 18 సార్లు ఉంటుంది. శారీరక వ్యాయామం సమయంలో శ్వాస రేటు పెరుగుతుంది. ఇది మరింత శక్తిని ఉత్పత్తి చేయడానికి శరీర కణాలకు మరింత ఆక్సిజన్ ను సరఫరా జరుగుతుంది.

ఒక వ్యక్తి యొక్క రక్తంలో హిమోగ్లోబిన్ లోపం వల్ల రక్తం యొక్క ఆక్సిజన్-వాహక సామర్థ్యాన్ని తగ్గిస్తుంది, ఫలితంగా శ్వాస సమస్యలు, అలసట మరియు శక్తి లేకపోవడం వంటి రుగ్మతలు కలుగుతాయి. ఈ సందర్భంలో వ్యక్తి పాలిపోయి బరువు కోల్పోతాడు. కార్బన్ మోనాక్సైడ్ పీల్చుకున్నపుడు, కార్బన్ మోనాక్సైడ్ రక్తంలోని హిమోగ్లోబిన్ ను చాలా బలంగా బంధిస్తుంది. మెదడు, శరీరంలోని ఇతర భాగాలకు ఆక్సిజన్ ను తీసుకువెళ్లకుండా నిరోధిస్తుంది. కార్బన్ మోనాక్సైడ్ ఎక్కువసేపు పీల్చినట్లయితే, ఆ వ్యక్తి అపస్మారక స్థితికి చేరుకుంటాడు. ఎక్కువసేపు ఆక్సిజన్ అందకపోవడం కారణంగా ప్రాణాపాయం సంభవించవచ్చు. శ్వాస సమస్యలతో ఇబ్బంది పడుతున్న వ్యక్తులకు శ్వాస సులభంగా అందడానికి ఆక్సిజన్ మాస్క్ ఇస్తారు. తీవ్రమైన సందర్భాల్లో, రోగిని 'వెంటిలేటర్' అనే యంత్రం అమర్చి,  రోగి శ్వాసనాళంలో నేరుగా గాలిని అందించే నాళాలు చొప్పించి అతడు సౌకర్యవంతంగా శ్వాసను  తీసుకునేలా చేసి ప్రాణాపాయ స్థితి నుండి కాపాడడం జరుగుతింది.