বাচ্চাদের জীববিজ্ঞানঃ শ্বসন তন্ত্র

দিন কতক আগে টার্ম শেষ হলো। মেডিকেলের পড়াশুনায় সবচেয়ে ভালো লাগে যে বিষয়টি তা হলো, ফিজিওলোজি, একটিমাত্র বিষয় যেটাকে কিনা বিশাল আপন আপন লাগে। তো, এই টার্মে রেসপিরেটরি সিস্টেম পড়ে ভাবলাম, এই একই টপিক এইচএসসিতেও তো আছে, তো একটু মজারু করে বাচ্চাদের জন্য লেখা যায় কি না! “ফুরন্ত” সময় হাতে নিয়ে ঝাপিয়ে পরলাম লিখতে, ভুল-ভাল থাকলে তা ধরবার দায়িত্ব পাঠকের !

রেসপিরেশন ব্যাপারটাকে বাংলা বলা হয় শ্বসন। বাইরের পরিবেশ থেকে অক্সিজেন গ্রহন করে শরীরের কোষের বিভিন্ন রাসায়নিক/বিপাকীয় কাজে ব্যবহার করে, সে ব্যবহারের কারণে তৈরী কার্বন-ডাই অক্সাইডকে ফুশ করে বের করে দেয়াটাই শ্বসন। এই শ্বসন আবার দু ধরণের।

ক) এক্সটারনাল কিংবা বহিঃশ্বসন।

যা বাইরে থেকে দেখা যায়, সেটাই বহিঃ। সে হিসেবে এই যে নাক মুখ দিয়ে ভস ভস করে অক্সিজেন শরীরে নিচ্ছি আর কার্বন ডাই অক্সাইড বের করে দিচ্ছি, এটাই বহিঃশ্বসন কিংবা এক্সটারনাল রেসপিরেশন।

খ) ইন্টারনাল কিংবা অন্তঃশ্বসন।

যা দেখা যায় না, সেটাই। অক্সিজেন শরীরে ঢুকে কোষের বিপাকীয় কাজে সাহায্য করছে, উদ্ভুত কার্বন ডাই অক্সাইড কোষ থেকে ফ্লুইড মিডিয়াম কিংবা তরল মাধ্যমে বাহিত হচ্ছে আরও কতো কি, এই ব্যাপারগুলো ইন্টারনাল রেসপিরেশন কিংবা অন্তঃশ্বসন।

তো, এই শ্বসন ব্যাপারটা কিভাবে ঘটে, একটু জানা দরকার। তার আগে আরও কিছু ব্যাপার জানা দরকার। এই যে বুকের মাঝে এতো আবেগ, ভালোবাসা, কষ্ট, বেদনা, আহাজারী এসব কিছু ছাপিয়ে মেডিকেলের বিরস বইগুলোতে যে দুটো থলে জায়গা করে নিয়েছে, এদের নাম লাংস কিংবা ফুসফুস। এরা হলো বাক্সবন্দী বাতাস। এদের ঠিক নিচেই একটা পাতলা পর্দা থাকে যাকে বলে ডায়াফ্রাম। ছবিটা দেখো দেখি একটু, আমি ততক্ষনে চুরি করে বই দেখে আসি একটু –

উপরে ফুসফুস/ লাংস দুইটার নিচে যে হলুদ পর্দার মতো কিছু একটা দেখতে পাচ্ছো, সেটাই ডায়াফ্রাম। এই শ্বাস-প্রশ্বাসে ইনার অবদান বিশাল!

মস্তিষ্কের এক একটা অংশ শরীরের এক একটা কাজে নিয়োজিত থাকে। যখন টয়লেট করা দরকার, মস্তিষ্কের ঐ অংশটাই আলোড়িত হয়, তখন সে সিগন্যাল ট্রান্সমিট করে অর্থাৎ ঐ জায়গায় পাঠায়, ফলে টয়লেট এর কাজ শেষ করে আমরা হাসিমুখে ঘরে ফিরি! একইভাবে মস্তিষ্কের একটা অংশ আছে, যেটি শ্বাস প্রশ্বাসজনিত কাজের সঙ্গে জড়িত, ঐ অংশটাকে বলে রেসপিরেটরি সেন্টার। বড় ক্লাসের বাচ্চাদের জন্য বলি, এটি মেডুলা অবলাঙ্গাটা আর পনস এ অবস্থিত।

এই ভুয়া জিনিসটাই হলো রেসপিরেটরি সেন্টার।

তো হয় কি, রেস্পিরেটরি সেন্টার যখন এক্টিভেট হয়, অর্থাৎ কোন যৌক্তিক কারণে (কেনো যৌক্তিক বললাম, একটু পরেই বুঝতে পারবে) আলোড়িত হয়, তখন সে সিগন্যাল পাঠায়। এই সিগন্যাল দুইটা নার্ভের মাধ্যমে প্রবাহিত হয়। একটার নাম, ফ্রেনিক নার্ভ, আরেকটার নাম ইন্টারকোস্টাল নার্ভ।

ফ্রেনিক শব্দটার সাথে ডায়াফ্রাম ওতপ্রোত ভাবে জড়িত, আর তাই ফ্রেনিক নার্ভ এই নার্ভ সিগন্যাল নিয়ে যাবে ডায়াফ্রামে। ডায়াফ্রামটা শরীরে থাকে গম্বুজের মতো করে। পাশাপাশি দুই দুইটা গম্বুজ। তো, এই নার্ভ সিগন্যাল যখন ডায়াফ্রামে পৌছায়, তখন হয় কি, গম্বুজ আকৃতি থেকে ডায়াফ্রাম কিছুটা সমতল/ফ্ল্যাট হয়ে যায়। লাভ কি? আছে, ডায়াফ্রাম যদি সোজা হয়, তাহলে এই যে বক্ষ (কাব্যিক কিঙ্গা চলিত ভাষায় যাকে আমরা বলে থাকি, খাঁচা), সেখানে খালি জায়গার পরিমান কিছুটা বেড়ে যাবে ! নিচের ছবি দুটো দেখলে হয়তো আরও স্পষ্ট হবে –

এই ছবিটির লিংকঃ http://i.imgur.com/fAIV8.gif

এখন এই ফাঁকা অংশ অর্থাৎ ইন্ট্রাথোরাসিক ভলিউম যদি বেড়ে যায়, তাহলে ভেতরে আয়তম বেড়ে যাবার কারণে চাপ কমে যাবে।

আবার, ইন্টারকোস্টাল নার্ভ দিয়ে সিগন্যাল যাবে বক্ষপিঞ্জরে অর্থাৎ থোরাক্সে। কোস্টাল শব্দটার মানেই হলো পর্শুকা (ribs) সম্পর্কিত, এই খাঁচাতে যে হাড়্গুলো থাকে, সেগুলো আর কী! তো, এই খাঁচার হাড়্গুলোতে বেশ কিছু পেশী কিংবা মাসল থাকে, একেবারে বাইরের দিকে, অর্থাৎ চামড়ার ঠিক নিচে যেটি থাকে, তার নাম এক্সটার্নাল ইন্টারকোস্টাল মাসল। এই ইন্টারকোস্টাল নার্ভটি গিয়ে ঐ মাসলটাকে বাধ্যকরবে সংকুচিত হতে, এর ফলে হবে কি, বক্ষ খানিকটা উপরের দিকে উঠে যাবে ! ব্যাপারটা খুবি মজার, ধরতে পারছো তো? নিচের বক্ষের দিকে তাকাও, এবার শ্বাস নাও, দেখো তো, কিছুটা উপরে উঠে আসছে না? ব্যাপারটা আসলে তাই, এই পেশিটা টান খাচ্ছে বলে সে তোমার বক্ষটাকে উপরে টেনে তুলে ধরছে। বুঝতে পারছো কি এর ফলে কী হচ্ছে? এর ফলে ইন্ট্রাথোরাসিক ভলিউম অর্থাৎ খাঁচার ভেতরের আয়তনটা আরও বেড়ে যাচ্ছে। ফলে ভেতরের প্রেশার আরও কমে যাবে। এই প্রেশারটাকে আমরা পানির উপর ভিত্তি করে মাপি। স্বাভাবিক অবস্থায় প্রেশার থেকে -5 cm H2O কিন্তু এই আয়তন বৃদ্ধির কারণে তা কমে হয়ে যায়, -7.5 H2O। আবার, ফুসফুসের উপরে দুইটি আবরণ থাকে, বক্ষপিঞ্জরের উপরের দিকে টান খায় বলে, এই দুই আবরণের মাঝে ফাঁকা বৃদ্ধি পায়, ফলে এখানেও আয়তন বেড়ে যায় ও প্রেশার কমে যায়। এই প্রেশারকে বলে ইন্ট্রাপ্ল্যুরাল প্রেশার, এটি স্বাভাবিক অবস্থায় বায়ুর সমান থাকে, 0 cm H2O, কিন্তু তা কমে হয়ে যায় -1cm H2O, যা কিনা বায়ুমন্ডলের থেকে কম।

বুদ্ধিমান বাচ্চা-কাচ্চাদের মুখে হাসি দেখতে পাচ্ছি ! তারা বুঝে গিয়েছে বাতাসের চাপ কমে যাওয়ার কারণে বায়ুমন্ডল থেকে এখন বাতাস শাই শাই করে ভেতরে ফুসফুসে ঢুকবে ! হ্যা, এটাই হলো শ্বাস কিংবা Inspiration ।

ঠিক এর উল্টোটা ঘটে প্রশ্বাস এর ক্ষেত্রে। রেসপিরেটরি সেন্টার থেকে কোন নার্ভ সিগন্যাল ট্রান্সমিট হয় না, তখন ডায়াফ্রাম আবার আগের মতো গম্বুজ হয়ে যায়, বক্ষপিঞ্জরও আগের অবস্থায় নেমে আসে। ফলে বক্ষের ভেতরের আয়তন মানে, ইন্ট্রাথোরাসিক ভলিউম কমে আসে এবং প্রেশার বেড়ে আবার -5cm H2O তে উঠে আসে। আর, ফুসফুসের একটা নিজস্ব ধর্ম আছে, এটি কুঁচকে যেতে চায় একে বলে elastic recoil tendency of lungs, ইলাস্টিক কিংবা রাবারকে টেনে ধরলে সে যেমন নিজের আগের অবস্থায় ফিরে যেতে চায়, ঠিক তেমন। এ ধর্মের কারণের সে আগের অবস্থায় ফিরে যায় এবং দুই আবরনের মাঝের ফাঁকা কমে আসে বিধায় প্রেশার বেড়ে যায় তো যায়ই, -1 cm থেকে 0 cm পার হয়ে  +1 cm H20 হয়ে যায় ! এই প্রেশার যেহেতু বাতাসের স্বাভাবিক চাপের থেকে বেশী, তাই ভেতর থেকে বাতাস বায়ুমন্ডলে বের হয়ে আসে। এটাই হলো প্রশ্বাস কিংবা এক্সপিরেশন।

অনেক পড়া হলো, একটু মজা করি !

গ্যাস এদিক-ওদিক করণঃ

বায়ু থেকে যে অক্সিজেন আমরা গ্রহন করি, সেটা ফুসফুসের একেবারে ভেতরে পিচ্চি পিচ্চি বেলুনের মতো এলভিওলাইতে গিয়ে জমা হয়। ওখানে অক্সিজেনের চাপ থাকে ১০৪ মিমি পারদ (গাজী আজমল স্যারের বইতে ১০৭ মিমি পারদ দেয়া), আর রক্তে তখন অক্সিজেনের চাপ ৪০ মিমি পারদ। এই যে ১০৪-৪০ = ৬৪ মিমি পারদ চাপের পার্থক্য, এর কারণে এলভিওলাই থেকে রক্তে অক্সিজেন ব্যাপন প্রক্রিয়ায় এসে পরে। এরপর একের পর এক চাপের পার্থক্যের কারণে রক্ত থেকে ইন্টারস্টিসগিয়াল ফ্লুইড ও সেখান থেকে বিভিন্ন টিশ্যুতে প্রবাহিত হয়।

রক্তে অক্সিজেন প্রবাহিত হয় ২ ভাবে। একটা হলো দ্রবীভুত হয়ে, মাত্র ৩% অক্সিজেন এভাবে প্রবাহিত হয়। এর প্রধান কাজ রক্তে চাপ সৃষ্টি করা। বাকি ৯৭% প্রবাহিত হয় অতি কাজের কাজি হিমগ্লোবিনের সাথে যুক্ত হয়ে। হিমোগ্লোবিন হলো এক ধরণের ধাতব প্রোটিন। এতে লৌহ থাকে। তো হয় কি, অক্সিজেন এই হিমোগ্লোবিনের চারটি লৌহ পরমানুর সাথে যুক্ত হয়। এরপর অক্সি হিমোগ্লোবিন রুপে শরীরের বিভিন্ন জায়গায়, যেখানে যেখানে অক্সিজেন প্রয়োজন, সেখানে পৌছে যায়।

কার্বন-ডাই অক্সাইড টিশ্যু থেকে সৃষ্টি হয়ে বিভিন্ন ধাপে ধাপে চাপের পার্থক্যের কারণে এলভিওলাইতে এসে পৌছায় ও প্রশ্বাসের সাথে বেড়িয়ে যায়। এটি প্রবাহিত হয় শরীরে ৩ ভাবে। ৭% দ্রবীভুত হয়, ৭০% বাইকার্বনেট রুপে আর বাকি ২৩% কার্বামিনো হিমোগ্লোবিন রুপে।

শ্বসন তন্ত্রে আরও অনেক অনেক, প্রচুর মজার ব্যাপার আছে শিখবার। কিভাবে শরীরে কার্বন-ডাও অক্সাইড বেড়ে গিয়ে শরীরে এসিড বৃদ্ধি পায় কিংবা কমে যায়, কিভাবে সেটি রেচন তন্ত্র (renal system) এর মাধ্যমে আবার ঠিক হয়ে যায়, অক্সিজেন আর হিমোগ্লোবিনের যুক্ত হওয়া না হওয়া নিয়ে বোর, হ্যাল্ডেন এর সুত্র, হেরিং ব্রুয়ার এর রিফ্লেক্স আরও কতো কী ! তোমাদের ইচ্ছা আর সময় থাকলে, অবশ্যই জানাবো। মানবদেহটা হাজার হাজার সমীকরন আর লক্ষ লক্ষ বিন্যাস-সমাবেশের একটা সমষ্টি। বাচ্চা-কাচ্চাদের এই বিজ্ঞান দিয়েই আমরা একদিন হয়তো আস্ত একটা মানুষের সব জেনে যাবো। ভালো থাকা হোক সবার।