१. मानवी पचनसंस्था (Human Digestive System)
पचनसंस्था म्हणजे अन्न घेणे, त्याचे पचन करणे, पचलेले अन्न शोषून घेणे आणि न पचलेला भाग शरीराबाहेर टाकणे, या सर्व क्रिया करणारी अवयवांची एक जटिल प्रणाली.
या प्रक्रियेला 'पचन' म्हणतात.
पचनाचा मुख्य उद्देश अन्नातील जटिल घटकांचे (कर्बोदके, प्रथिने, चरबी) रूपांतर साध्या, विरघळणाऱ्या घटकांमध्ये करणे हा आहे, जेणेकरून ते रक्त शोषू शकेल.
पचनसंस्थेचे मुख्य भाग
अ. अन्नमार्ग (Alimentary Canal)
हा एक लांब, स्नायुमय मार्ग आहे जो तोंडापासून गुदद्वारापर्यंत जातो. त्याची लांबी सुमारे ८ ते १० मीटर असते.
१. तोंड (Mouth / Buccal Cavity):
पचनाची सुरुवात येथे होते.
अन्न तोंडात घेणे याला 'अन्न ग्रहण' (Ingestion) म्हणतात.
दात (Teeth): अन्नाचे लहान तुकडे करतात. याला 'यांत्रिक पचन' म्हणतात.
जीभ (Tongue): अन्न लाळेशी मिसळण्यास मदत करते आणि चव घेते.
लाळ ग्रंथी (Salivary Glands): लाळ स्रावतात.
लाळेमध्ये 'टायलीन' (Ptyalin) किंवा 'लाळ अमायलेस' (Salivary Amylase) नावाचे विकर (Enzyme) असते.
हे विकर स्टार्चचे (पिष्टमय पदार्थ) रूपांतर 'माल्टोज' (Maltose) नावाच्या साध्या शर्करेत करते.
अन्नाचा एक गुळगुळीत गोळा (Bolus) तयार होतो.
२. घसा (Pharynx):
हा तोंड आणि अन्ननलिका यांना जोडणारा भाग आहे.
अन्न गिळताना, 'अधिजिह्वा' (Epiglottis) नावाची एक झडप श्वासनलिकेचे (Trachea) तोंड बंद करते, जेणेकरून अन्न श्वासनलिकेत जात नाही.
३. अन्ननलिका (Esophagus):
ही एक स्नायुमय नळी आहे जी घशापासून जठरापर्यंत अन्न नेते.
येथे पचन होत नाही.
अन्न 'क्रमाकुंचन' (Peristalsis) नावाच्या स्नायूंच्या लयबद्ध आकुंचन-प्रसरणामुळे पुढे ढकलले जाते.
४. जठर (Stomach):
ही 'J' आकाराची एक स्नायुमय पिशवी आहे.
अन्न येथे सुमारे ३ ते ४ तास राहते.
जठराच्या भिंती 'जठर रस' (Gastric Juice) स्रावतात.
जठर रसाचे घटक:
हायड्रोक्लोरिक आम्ल (HCl): हे अन्नाचे माध्यम आम्लयुक्त (Acidic) बनवते, जे पेप्सिनच्या कार्यासाठी आवश्यक आहे. ते अन्नातील जंतू नष्ट करते.
पेप्सिन (Pepsin): हे एक विकर आहे जे 'प्रथिनांचे' (Proteins) पचन सुरू करते व त्यांचे 'पेप्टोन्स' (Peptones) मध्ये रूपांतर करते.
श्लेष्म (Mucus): हे हायड्रोक्लोरिक आम्लाच्या क्रियेपासून जठराच्या आतील अस्तराचे संरक्षण करते.
येथे अन्न घुसळले जाते आणि 'अम्लपाक' (Chyme) नावाचा एक अर्ध-द्रव पदार्थ तयार होतो.
५. लहान आतडे (Small Intestine):
हा अन्नमार्गाचा सर्वात लांब भाग आहे (सुमारे ६ ते ७ मीटर).
येथे पचन पूर्ण होते आणि पचलेल्या अन्नाचे शोषण होते.
लहान आतड्याचे तीन भाग:
आद्यांत्र (Duodenum): हा सुरुवातीचा 'C' आकाराचा भाग आहे. येथे यकृत आणि स्वादुपिंड यांचे स्राव येऊन मिळतात.
मध्यांत्र (Jejunum): हा मधला भाग आहे.
अंतांत्र (Ileum): हा शेवटचा भाग आहे जो मोठ्या आतड्याला जोडलेला असतो.
लहान आतड्यातील पचन:
पित्त रस (Bile Juice): हा यकृताद्वारे (Liver) तयार होतो आणि पित्ताशयात (Gallbladder) साठवला जातो. पित्त रस आद्यांत्रात येतो.
तो अन्नाचे माध्यम आम्लारीधर्मी (Alkaline) बनवतो (जठरातून आलेल्या आम्लयुक्त अन्नाला उदासीन करतो).
तो 'चरबीचे पयसीकरण' (Emulsification of Fats) करतो, म्हणजे चरबीच्या मोठ्या गोळ्यांचे लहान कणांमध्ये रूपांतर करतो. यात विकर नसतात.
स्वादु रस (Pancreatic Juice): हा स्वादुपिंडातून (Pancreas) येतो. यात मुख्य विकरे असतात:
ट्रिप्सिन (Trypsin): प्रथिनांचे पचन करून 'अमिनो आम्लात' (Amino Acids) रूपांतर करते.
अमायलेस (Amylase): उर्वरित स्टार्चचे 'माल्टोज'मध्ये रूपांतर करते.
लायपेस (Lipase): पयसीकरण झालेल्या चरबीचे (Fats) 'फॅटी ऍसिड' (Fatty Acids) आणि 'ग्लिसरॉल' (Glycerol) मध्ये रूपांतर करते.
आंत्र रस (Intestinal Juice / Succus Entericus): लहान आतड्याच्या भिंती हा रस स्रावतात. हा पचनाची अंतिम क्रिया पूर्ण करतो. (उदा. माल्टोजचे ग्लुकोजमध्ये रूपांतर).
पचनाचे अंतिम उत्पादन:
कर्बोदके -> ग्लुकोज (Glucose)
प्रथिने -> अमिनो आम्ल (Amino Acids)
चरबी (स्निग्ध पदार्थ) -> फॅटी ऍसिड आणि ग्लिसरॉल
अन्न शोषण (Absorption):
पचलेले साधे अन्न लहान आतड्याच्या (मुख्यतः इलियम) आतील भिंतीद्वारे शोषले जाते.
या भिंतीवर बोटांसारख्या असंख्य लहान घड्या असतात, ज्यांना 'रसांकुर' (Villi) म्हणतात.
रसांकुराममुळे शोषणासाठी खूप मोठा पृष्ठभाग उपलब्ध होतो.
प्रत्येक रसांकुरात रक्तवाहिन्या आणि 'लसिका वाहिनी' (Lacteal) असते.
ग्लुकोज आणि अमिनो आम्ल थेट रक्ताच्या केशवाहिन्यांमध्ये शोषले जातात.
फॅटी ऍसिड आणि ग्लिसरॉल लसिका वाहिनीत (Lacteal) शोषले जातात आणि नंतर ते रक्तात मिसळतात.
शोषलेले अन्न रक्ताद्वारे शरीराच्या सर्व पेशींपर्यंत पोहोचवले जाते. या प्रक्रियेला 'सात्मीकरण' (Assimilation) म्हणतात.
६. मोठे आतडे (Large Intestine):
हा लहान आतड्यापुढील भाग आहे (सुमारे १.५ मीटर लांब).
येथे पचन होत नाही.
न पचलेल्या अन्नातील 'पाणी' आणि काही 'क्षार' (Salts) येथे शोषले जातात.
उरलेला घन भाग 'मलाशय' (Rectum) मध्ये साठवला जातो, जिथे तो 'विष्ठा' (Feces) म्हणून ओळखला जातो.
७. गुदद्वार (Anus):
हा अन्नमार्गाचा शेवटचा भाग आहे.
विष्ठा शरीराबाहेर टाकण्याच्या क्रियेला 'उत्सर्जन' (Egestion / Defecation) म्हणतात.
ब. पचन ग्रंथी (Digestive Glands)
१. लाळ ग्रंथी: (वर वर्णन केले आहे)
२. यकृत (Liver):
ही शरीरातील सर्वात मोठी ग्रंथी आहे.
ती 'पित्त रस' (Bile) तयार करते.
ती अतिरिक्त ग्लुकोजचे रूपांतर 'ग्लायकोजन' (Glycogen) मध्ये करून साठवते.
'हेपरिन' (Heparin) (रक्त गोठू न देणारा पदार्थ) तयार करते.
३. स्वादुपिंड (Pancreas):
ही एक मिश्र ग्रंथी आहे (अंतःस्रावी आणि बाह्यस्रावी दोन्ही).
बाह्यस्रावी भाग म्हणून 'स्वादू रस' (Pancreatic Juice) स्रावते (ज्यात विकरे असतात).
अंतःस्रावी भाग (Langerhans' islets) म्हणून 'इन्सुलिन' (Insulin) आणि 'ग्लुकॅगॉन' (Glucagon) ही संप्रेरके स्रावते, जी रक्तातील साखरेचे (ग्लुकोज) नियंत्रण करतात.
२. मानवी श्वसनसंस्था (Human Respiratory System)
श्वसनसंस्था म्हणजे वातावरणातील ऑक्सिजन घेणे, तो फुफ्फुसांपर्यंत पोहोचवणे, रक्ताद्वारे पेशींपर्यंत वाहून नेणे आणि पेशींमध्ये तयार झालेला कार्बन डायऑक्साइड शरीराबाहेर टाकणे, या सर्व क्रिया करणारी प्रणाली.
श्वसनाचे दोन मुख्य प्रकार:
बाह्य श्वसन (External Respiration): फुफ्फुसांमधील 'वायुकोश' (Alveoli) आणि रक्तवाहिन्या यांच्यात होणारी वायूंची (O2 आणि CO2) देवाणघेवाण.
अंतः श्वसन / पेशीय श्वसन (Internal / Cellular Respiration): रक्त आणि शरीराच्या 'पेशी' (Cells) यांच्यात होणारी वायूंची देवाणघेवाण. पेशींमध्ये ऑक्सिजनच्या मदतीने ग्लुकोजचे ज्वलन होऊन ऊर्जा (ATP) मुक्त होते.
- C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + ऊर्जा (ATP)
श्वसनसंस्थेचे मुख्य भाग
१. नाक आणि नाकपुड्या (Nose and Nostrils):
हवा शरीरात घेण्याचा हा प्राथमिक मार्ग आहे.
नाकपुड्यांच्या आत 'नासिकामार्ग' (Nasal Cavity) असतो.
येथे 'केस' (Hair) आणि 'श्लेष्म' (Mucus) असतो.
केस: हवेतील धूळ आणि मोठे कण अडवतात.
श्लेष्म: हवेतील सूक्ष्म कण, जंतू अडकवतो आणि हवेला ओलसर बनवतो.
रक्तवाहिन्यांचे जाळे हवेला शरीराच्या तापमानाएवढे गरम करते.
हवा गाळली जाते, ओलसर आणि उबदार केली जाते.
२. घसा (Pharynx):
हा श्वसनमार्ग आणि अन्नमार्ग यांचा सामाईक (common) भाग आहे.
३. स्वरयंत्र (Larynx / Voice Box):
हा घशाच्या खाली आणि श्वासनलिकेच्या वर असलेला भाग आहे.
यात 'स्वरतंतू' (Vocal Cords) असतात.
श्वास बाहेर सोडताना हवेच्या प्रवाहामुळे स्वरतंतू कंप पावतात आणि 'आवाज' निर्माण होतो.
'अधिजिह्वा' (Epiglottis) येथेच असते, जी अन्न गिळताना श्वसनमार्ग बंद करते.
४. श्वासनलिका (Trachea / Windpipe):
ही एक लांब नळी आहे जी स्वरयंत्रापासून सुरू होते.
ती 'C' आकाराच्या 'कास्थिमय कड्यांनी' (Cartilaginous Rings) बनलेली असते.
या कड्यांमुळे श्वासनलिका आकुंचन पावत नाही (collapse) आणि श्वसनमार्ग नेहमी खुला राहतो.
आतमध्ये श्लेष्म आणि 'पक्ष्माभिका' (Cilia - केसांसारखे तंतू) असतात, जे धूळ व जंतूंना फुफ्फुसात जाण्यापासून रोखतात व त्यांना बाहेर ढकलतात.
५. श्वसनी आणि श्वसनिका (Bronchi and Bronchioles):
श्वासनलिकेचे छातीच्या पोकळीत दोन फाट्यांमध्ये (डावी व उजवी श्वसनी) विभाजन होते.
प्रत्येक 'श्वसनी' (Bronchus) एका फुफ्फुसात प्रवेश करते.
फुफ्फुसात श्वसनीचे अनेक लहान-लहान फाट्यांमध्ये ('श्वसनिका' - Bronchioles) विभाजन होते.
यांचे शेवटचे टोक 'वायुकोशां'ना (Alveoli) जोडलेले असते.
६. फुफ्फुसे (Lungs):
ही श्वसनाची मुख्य अवयवे आहेत. ती छातीच्या 'वक्ष पिंजऱ्यात' (Thoracic Cage) असतात.
फुफ्फुसे स्पंजसारखी आणि लवचिक असतात.
उजवे फुफ्फुस (Right Lung): हे डाव्या फुफ्फुसापेक्षा थोडे मोठे असते आणि त्याचे तीन 'खंड' (Lobes) असतात.
डावे फुफ्फुस (Left Lung): हे लहान असते (कारण तेथे हृदयासाठी जागा असते) आणि त्याचे दोन 'खंड' (Lobes) असतात.
फुफ्फुसांभोवती 'फुफ्फुसावरण' (Pleura) नावाचे दुहेरी आवरण असते, ज्यात एक द्रव (Pleural fluid) असतो, जो फुफ्फुसांना घर्षणापासून वाचवतो.
७. वायुकोश (Alveoli):
हे फुफ्फुसातील श्वसनिकांच्या टोकावरील द्राक्षाच्या घडासारखे लहान फुगे असतात.
हे फुफ्फुसाचे 'कार्यात्मक एकक' (Functional Unit) आहेत.
त्यांची भिंत अत्यंत पातळ असते (एका पेशीच्या जाडीची).
ते 'केशवाहिन्यां'च्या (Blood Capillaries) दाट जाळ्याने वेढलेले असतात.
येथेच 'वायूंची देवाणघेवाण' (Gaseous Exchange) होते.
वायूंचे वहन 'विसरण' (Diffusion) प्रक्रियेने होते (जास्त दाबाकडून कमी दाबाकडे).
८. श्वासपटल (Diaphragm):
हा एक मोठा, घुमटाच्या आकाराचा स्नायू आहे, जो छातीची पोकळी (Thorax) आणि पोटाची पोकळी (Abdomen) यांना वेगळे करतो.
श्वासोच्छ्वास प्रक्रियेत हा सर्वात महत्त्वाची भूमिका बजावतो.
श्वासोच्छ्वासाची प्रक्रिया (Mechanism of Breathing)
यात दोन क्रियांचा समावेश होतो: श्वास घेणे (Inhalation) आणि श्वास सोडणे (Exhalation).
अ. श्वास घेणे (Inhalation / Inspiration):
ही एक 'सक्रिय' (Active) क्रिया आहे, ज्यात ऊर्जा खर्च होते.
१. श्वासपटल (Diaphragm): आकुंचन पावते आणि 'सपाट' (flattens) होते. ते खाली सरकते.
२. बरगड्या (Ribs): बरगड्यांमधील स्नायू (Intercostal muscles) आकुंचन पावतात, त्यामुळे बरगड्या वर आणि बाहेर उचलल्या जातात.
परिणाम: छातीच्या पोकळीचे (वक्ष पिंजऱ्याचे) 'आकारमान' (Volume) वाढते.
आकारमान वाढल्यामुळे, फुफ्फुसांवरील दाब कमी होतो आणि फुफ्फुसातील हवेचा दाब बाहेरील वातावरणातील हवेच्या दाबापेक्षा कमी होतो.
हा दाब फरक भरून काढण्यासाठी, बाहेरील हवा (ऑक्सिजनयुक्त) नाकावाटे फुफ्फुसांमध्ये शिरते.
ब. श्वास सोडणे (Exhalation / Expiration):
ही एक 'निष्क्रिय' (Passive) क्रिया आहे (सामान्यतः).
१. श्वासपटल (Diaphragm): प्रसरण पावते (Relax) आणि पुन्हा 'घुमटाच्या आकाराचे' (domed) होते. ते वर सरकते.
२. बरगड्या (Ribs): स्नायू प्रसरण पावतात, त्यामुळे बरगड्या खाली आणि आत येतात.
परिणाम: छातीच्या पोकळीचे 'आकारमान' (Volume) कमी होते.
आकारमान कमी झाल्यामुळे, फुफ्फुसांवर दाब वाढतो आणि फुफ्फुसातील हवेचा दाब बाहेरील वातावरणातील हवेच्या दाबापेक्षा जास्त होतो.
त्यामुळे फुफ्फुसातील हवा (कार्बन डायऑक्साइडयुक्त) शरीराबाहेर ढकलली जाते.
वायूंची देवाणघेवाण आणि वहन (Gaseous Exchange and Transport)
१. फुफ्फुसांमधील देवाणघेवाण (वायुकोश आणि रक्त):
ऑक्सिजन (O2): वायुकोशांमध्ये O2 चा दाब जास्त असतो आणि रक्तामध्ये कमी असतो. त्यामुळे O2 वायुकोशातून 'रक्तात' विसरित (diffuse) होतो.
कार्बन डायऑक्साइड (CO2): रक्तामध्ये CO2 चा दाब जास्त असतो आणि वायुकोशांमध्ये कमी असतो. त्यामुळे CO2 रक्तातून 'वायुकोशात' विसरित होतो (जो उच्छ्वासावाटे बाहेर टाकला जातो).
२. वायूंचे वहन (Transport of Gases by Blood):
ऑक्सिजनचे वहन:
सुमारे ९७% ऑक्सिजन रक्तातील 'तांबड्या रक्त पेशीं'मधील (RBCs) 'हिमोग्लोबिन' (Hemoglobin) या रंगद्रव्यासोबत संयोग पावून 'ऑक्सिहिमोग्लोबिन' (Oxyhemoglobin) च्या स्वरूपात वाहून नेला जातो.
हिमोग्लोबिनला ऑक्सिजनबद्दल उच्च आकर्षण (Affinity) असते.
उरलेला ३% ऑक्सिजन रक्तद्रवामध्ये (Plasma) विरघळलेल्या स्थितीत वाहून नेला जातो.
कार्बन डायऑक्साइडचे वहन:
हे तीन प्रकारे होते:
बायकार्बोनेट आयन (Bicarbonate ions) (HCO3-): सुमारे ७०% CO2 या स्वरूपात रक्तद्रवामधून वाहून नेला जातो.
कार्बअमिनोहिमोग्लोबिन (Carbaminohemoglobin): सुमारे २०-२५% CO2 हिमोग्लोबिनशी संयोग पावून वाहून नेला जातो.
विरघळलेल्या स्थितीत: सुमारे ५-७% CO2 रक्तद्रवामध्ये (Plasma) विरघळलेल्या स्थितीत वाहून नेला जातो.
३. पेशींमधील देवाणघेवाण (रक्त आणि ऊती/पेशी):
जेव्हा ऑक्सिजनयुक्त रक्त पेशींपर्यंत पोहोचते, तेव्हा पेशींमध्ये O2 चा दाब कमी असतो (कारण त्या श्वसनात O2 वापरतात).
त्यामुळे ऑक्सिहिमोग्लोबिनचे विघटन होते आणि O2 रक्तातून 'पेशींमध्ये' जातो.
पेशींमध्ये CO2 चा दाब जास्त असतो (कारण तो पेशीय श्वसनात तयार होतो).
त्यामुळे CO2 पेशींमधून 'रक्तात' विसरित होतो.
