শ্বাস-প্রশ্বাস গ্যাস নিয়ন্ত্রণ এবং অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য

প্রাণীরা কীভাবে তাদের শরীরের তরলগুলির অক্সিজেন, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং pH অনুভব করে এবং স্থিতিশীল করে, বায়ুচলাচল এবং আয়ন বিনিময় সামঞ্জস্য করে অভ্যন্তরীণ রসায়নকে কঠোর সীমার মধ্যে রাখে।

Definition

শ্বাস-প্রশ্বাস গ্যাস নিয়ন্ত্রণ হল বায়ুচলাচল এবং পারফিউশন সামঞ্জস্যের মাধ্যমে শরীরের তরলগুলিতে অক্সিজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইডের আংশিক চাপগুলির হোমিওস্ট্যাটিক নিয়ন্ত্রণ, এবং অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য হল বাফারিং এবং কার্বন ডাই অক্সাইড এবং বাইকার্বোনেটের শ্বাসযন্ত্র এবং রেচন নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে শরীরের তরল pH কে সংকীর্ণ সীমার মধ্যে বজায় রাখা।

Scope

এই বিষয়টি রক্তে গ্যাস এবং অ্যাসিড-বেস অবস্থার নিয়ন্ত্রণকে অন্তর্ভুক্ত করে: কেমোরিসেপ্টর যা অক্সিজেন, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং pH পর্যবেক্ষণ করে; বায়ুচলাচলের প্রতিচ্ছবি নিয়ন্ত্রণ এবং জল-শ্বাস গ্রহণকারীদের ক্ষেত্রে, ফুলকার কার্যকারিতা; বাইকার্বোনেট বাফার সিস্টেম এবং এর বর্ণনা; এবং শ্বাসযন্ত্র এবং রেনাল বা ব্রাঞ্চিয়াল উপায়ে অ্যাসিড-বেস ব্যাঘাতের ক্ষতিপূরণ। এটি বায়ু এবং জল-শ্বাস গ্রহণকারীদের মধ্যে এই নিয়ন্ত্রণগুলি কীভাবে ভিন্ন হয় তা নিয়ে আলোচনা করে। কভারেজটি ক্লিনিকাল না হয়ে তুলনামূলক এবং যান্ত্রিক।

Core questions

• প্রাণীরা কীভাবে তাদের শরীরের তরলগুলিতে অক্সিজেন, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং pH অনুভব করে?
• রক্তে গ্যাসগুলি সংকীর্ণ সীমার মধ্যে রাখতে বায়ুচলাচল কীভাবে সামঞ্জস্য করা হয়?
• অ্যাসিড-বেস ভারসাম্যের জন্য কার্বন ডাই অক্সাইড এত গুরুত্বপূর্ণ কেন?
• বায়ু-শ্বাস গ্রহণকারী এবং জল-শ্বাস গ্রহণকারীরা pH নিয়ন্ত্রণে কীভাবে ভিন্ন?

Key theories

বায়ুচলাচলের কেমোরিসেপ্টর নিয়ন্ত্রণ

পেরিফেরাল এবং সেন্ট্রাল কেমোরিসেপ্টরগুলি অক্সিজেন, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং pH পর্যবেক্ষণ করে এবং শ্বাস-প্রশ্বাসে প্রতিচ্ছবি পরিবর্তন ঘটায়, যাতে কার্বন ডাই অক্সাইড বা অম্লতা বাড়লে বা অক্সিজেন কমলে বায়ুচলাচল বৃদ্ধি পায়, রক্তে গ্যাস স্থিতিশীল হয়।

বাইকার্বোনেট বাফার এবং শ্বাসযন্ত্র-মেটাবলিক মিথস্ক্রিয়া

কার্বন ডাই অক্সাইড-বাইকার্বোনেট সিস্টেম শরীরের তরল pH কে বাফার করে, এবং যেহেতু কার্বন ডাই অক্সাইড উদ্বায়ী, তাই বায়ুচলাচলের মাধ্যমে pH দ্রুত নিয়ন্ত্রণ করা যায় এবং কিডনি বা ফুলকার মাধ্যমে বাইকার্বোনেট সামঞ্জস্য করে ধীরে ধীরে নিয়ন্ত্রণ করা যায়।

Mechanisms

কেমোরিসেপ্টরগুলি অক্সিজেন, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং pH-এর বিচ্যুতি সনাক্ত করে এবং প্রতিচ্ছবি কেন্দ্রগুলিতে সংকেত পাঠায় যা শ্বাস-প্রশ্বাসের হার এবং গভীরতা সামঞ্জস্য করে, এবং জল-শ্বাস গ্রহণকারীদের ক্ষেত্রে ফুলকার বায়ুচলাচলের হার। যেহেতু কার্বন ডাই অক্সাইড কার্বনিক অ্যাসিড তৈরি করে, তাই বায়ুচলাচল পরিবর্তন দ্রুত শরীরের তরল pH পরিবর্তন করে: হাইপারভেন্টিলেশন কার্বন ডাই অক্সাইড কমায় এবং pH বাড়ায়, হাইপোভেন্টিলেশন এর বিপরীত করে। বাইকার্বোনেট বাফার সিস্টেম, pH, কার্বন ডাই অক্সাইড এবং বাইকার্বোনেটের মধ্যে সম্পর্ক দ্বারা নিয়ন্ত্রিত, অ্যাসিড এবং বেস লোড শোষণ করে, যখন বায়ু-শ্বাস গ্রহণকারীদের কিডনি দ্বারা বা জল-শ্বাস গ্রহণকারীদের ফুলকার মাধ্যমে আয়ন বিনিময়ের মাধ্যমে বাইকার্বোনেটের ধীর সামঞ্জস্য দীর্ঘস্থায়ী ব্যাঘাতের ক্ষতিপূরণ দেয়। যেহেতু ঠান্ডা জলে প্রচুর কার্বন ডাই অক্সাইড থাকে, তাই জল-শ্বাস গ্রহণকারীরা রক্তে কম কার্বন ডাই অক্সাইড রাখে এবং pH নিয়ন্ত্রণের জন্য বায়ুচলাচলের চেয়ে বাইকার্বোনেট এবং আয়ন পরিবহনের উপর বেশি নির্ভর করে।

Clinical relevance

গ্যাস এবং অ্যাসিড-বেস নিয়ন্ত্রণের তুলনামূলক শারীরতত্ত্ব ব্যায়াম, উচ্চতা, ডুব দেওয়া এবং পরিবেশগত হাইপোক্সিয়ার প্রতিক্রিয়াগুলিকে স্পষ্ট করে এবং রক্তে গ্যাস এবং pH পরিমাপের ব্যাখ্যাকে কাঠামোবদ্ধ করে। এই এন্ট্রিটি শিক্ষামূলক রেফারেন্স উপাদান এবং চিকিৎসা নির্দেশনা প্রদান করে না।

History

কার্বন ডাই অক্সাইড দ্বারা শ্বাস-প্রশ্বাসের নিয়ন্ত্রণ নিয়ে হ্যালডেনের কাজ এবং বাইকার্বোনেট বাফারের হেন্ডারসন এবং হ্যাসেলবালচের পরিমাণগত চিকিৎসা রক্তে গ্যাস এবং pH-এর নিয়ন্ত্রণ প্রতিষ্ঠা করে, এবং ধমনী কেমোরিসেপ্টরগুলির হেইম্যানসের আবিষ্কার সেন্সরগুলিকে চিহ্নিত করে। তুলনামূলক শারীরতত্ত্ব এই ধারণাগুলিকে বায়ু এবং জল-শ্বাস গ্রহণকারীদের বিপরীত কৌশলগুলিতে প্রসারিত করে।

Key figures

• John Scott Haldane
• Lawrence Henderson
• Karl Hasselbalch
• Corneille Heymans

Seminal works

• westsd2012
• hill2016
• randall2002

Frequently asked questions

শ্বাস-প্রশ্বাস কেন এত দ্রুত রক্তে pH নিয়ন্ত্রণ করে?

রক্তে কার্বন ডাই অক্সাইড অ্যাসিড তৈরি করে, তাই আপনি কত দ্রুত শ্বাস নিচ্ছেন তা পরিবর্তন করলে দ্রুত কার্বন ডাই অক্সাইড বাড়ে বা কমে এবং তাই কয়েক সেকেন্ড থেকে মিনিটের মধ্যে pH পরিবর্তিত হয়।

মাছ কি স্তন্যপায়ী প্রাণীদের মতো একই উপায়ে অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য নিয়ন্ত্রণ করে?

পুরোপুরি নয়। যেহেতু জল সহজেই কার্বন ডাই অক্সাইড বহন করে নিয়ে যায়, তাই মাছ বায়ুচলাচল পরিবর্তনের উপর কম নির্ভর করে এবং pH নিয়ন্ত্রণের জন্য তাদের ফুলকার মাধ্যমে অ্যাসিড এবং বেস আয়ন বিনিময়ের উপর বেশি নির্ভর করে।