श्वसन, तंत्रिका तंत्र, मस्तिष्क और आंखें | विज्ञान और प्रौद्योगिकी (Science & Technology) for UPSC CSE PDF Download

श्वसन

कशेरुक (उच्चतर जानवरों) में श्वसन निम्नलिखित तीन विधियों में से किसी एक द्वारा किया जाता है:

• गहन या त्वचीय श्वसन,
• गलफड़ या ब्रोन्कियल या, मछलियों या जलीय जानवरों की तरह जलीय श्वसन। 
• स्थलीय जानवरों में फेफड़े श्वसन। 

मेंढक की तरह उभयचर (जो भूमि पर और साथ ही पानी में रहते हैं) ने श्वसन के दोनों प्रकार विकसित किए हैं - त्वचीय और फेफड़े। श्वसन वर्णक, जो ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड को वहन करता है, मनुष्य में आरबीसी में पाया जाने वाला हीमोग्लोबिन है। एक व्यक्ति आराम करते समय प्रति मिनट लगभग 16 से 20 बार सांस लेता है। हालाँकि, यह व्यायाम दर मांसपेशियों के व्यायाम के समय और छोटे बच्चों में अधिक होती है।

आदमी में श्वसन संगठन

श्वसन अंग में नथुने, नाक कक्ष, स्वरयंत्र (या, आवाज बॉक्स), श्वासनली और दो ब्रोन्ची होते हैं। प्रत्येक ब्रोन्कस ब्रांकिओल्स में विभाजित और उप-विभाजित होता है जो अंत में वायु थैली या वायुकोशिका का नेतृत्व करते हैं। मनुष्य में फेफड़े लगभग 750 वर्ग मीटर की कुल सतह वाले 750,000,000 एल्वियोली से बने होते हैं। प्रत्येक फेफड़े में ब्रोन्कियल ट्री होता है जिसमें रक्त वाहिकाओं, नसों और फुस्फुस के साथ कई वायु थैली और वायुकोशीय इकाइयां होती हैं। ये सभी संयोजी ऊतक से बंधे हैं। श्वसन मार्ग तीन महत्वपूर्ण कार्य करता है:

यह टर्बिनाल्स के जटिल स्क्रॉल के माध्यम से हवा को एक व्यापक सतह पर पास करता है, ताकि फेफड़ों में प्रवेश करने से पहले हवा को गर्म किया जाए। यह टरबाइनों को कवर करने वाले बलगम में धूल के कणों को पकड़कर हवा को फिल्टर करता है। इसकी आंतरिक दीवार में गंध की भावना है।

जानवरों में श्वसन पिगमेंट
रंग	साइट (स्थित)	धातु समूह			जानवरों में वितरण
हीमोग्लोबिन	आरबीसी और प्लाज्मा	लोहा	लाल	लाल	सभी लंबन, एनेलिड और मोलस्क।
हीमोसायनिन	प्लाज्मा	तांबा	नीला	बेरंग	अधिकांश मोलस्क और आर्थ्रोपोड।
हेम्योर्थ्रिन	कणिकाएं	लोहा	लाल	बेरंग	कुछ एनिलिड्स।
क्लोरोकोरिन	प्लाज्मा	तांबा	हरा भरा	हरा भरा	कुछ एनिलिड्स।
पिनाग्लोबिन	प्लाज्मा	मैंगनीज	भूरा	भूरा	कुछ मोलस्क।

श्वसन का शरीर विज्ञान

ऑक्सीजन लेने और फेफड़ों से कार्बन डाइऑक्साइड को बाहर निकालने से बाहरी श्वसन होता है। कोशिका श्वसन या ऊतक कोशिकाओं में आंतरिक श्वसन होता है। एल्वियोली में वायु में लगभग 14% ऑक्सीजन होता है जो एल्वियोली की दीवार से रक्त केशिकाओं में फैलता है। एरिथ्रोसाइट्स के हीमोग्लोबिन ऑक्सीजन के साथ मिलकर एक मिश्रित यौगिक ऑक्सीहामोग्लोबिन बनाता है। ऑक्सीहेमोग्लोबिन रक्त के माध्यम से ऊतकों तक पहुंचता है जहां यह अपनी ऑक्सीजन छोड़ देता है। कुछ ऑक्सीजन को प्लाज्मा में भंग अवस्था में भी लिया जाता है। रासायनिक ऊर्जा, कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के उत्पादन के लिए जटिल रासायनिक प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला द्वारा एंजाइम प्रतिक्रियाएं कोशिकाओं में ग्लूकोज के ऑक्सीकरण के बारे में बताती हैं। कम हीमोग्लोबिन रक्त के साथ लौटता है। फेफड़ों में कार्बन डाइऑक्साइड मुक्त गैस के रूप में मुक्त हो जाती है और ऑक्सीजन एरिथ्रोसाइट्स और प्लाज्मा में प्रवेश करती है।

तंत्रिका प्रणाली

तंत्रिका तंत्र में केंद्रीय तंत्रिका तंत्र (मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी), परिधीय तंत्रिका तंत्र (कपाल और रीढ़ की हड्डी), स्वचालित तंत्रिका तंत्र (सहानुभूति और पैरासिम्पेथेटिक तंत्रिका) होते हैं।

दिमाग के तंत्र

तंत्रिका कोशिकाओं (न्यूरॉन्स), तंत्रिका कोशिकाओं (तंत्रिका फाइबर), पैकिंग कोशिकाओं (न्यूरोग्लिया) और उपकला (उपकला) कोशिकाओं की प्रक्रियाओं से मिलकर बनता है। न्यूरॉन्स विभिन्न भागों में विभिन्न रूपों के होते हैं। एक न्यूरॉन में एक लंबा सेल बॉडी (साइटन या पेरिकेरियन), साइटोप्लाज्म (न्यूरोप्लाज्म), एक विशिष्ट नाभिक, दो या अधिक एक्सटेंशन (न्यूरोफिब्रिल्स) और छोटे कणिकाएं (निस्सल ग्रैन्यूल) होते हैं।

उत्तेजना जो कोशिका शरीर को उत्तेजना पहुंचाती है वह डेंड्राइट (शाखित) है और जो आवेगों को इससे दूर ले जाती है, वह अक्षतंतु (अनब्रांचेड) है। न्यूरॉन्स शरीर की सबसे लंबी कोशिकाएँ हैं। एक नाड़ीग्रन्थि केंद्रीय तंत्रिका तंत्र के बाहर नाभिक के साथ साइटोन का एक समूह है। संयोजी ऊतक द्वारा एक साथ बंधे हुए तंतुओं के समूह से एक तंत्रिका का निर्माण होता है।
शारीरिक गुणों के आधार पर, न्यूरॉन्स तीन प्रकार के होते हैं:

• एफेक्टोरेंट (मोटर) न्यूरॉन्स -कैर्री केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से प्रभावक अंगों तक पहुंचती है।
• प्रभावित (संवेदी) न्यूरॉन्स -क्रीरी परिधि से केंद्रीय रूप से स्थित तंत्रिका तत्वों को प्रभावित करता है।
• इंटरनैशनल (कनेक्टर) न्यूरॉन्स- ये अभिवाही और अपवाही न्यूरॉन्स के बीच मध्यवर्ती होते हैं। वे तंत्रिका विज्ञानी हैं।

दिमाग

एलोनेटेड, चपटा, सफेदी वाला अंग, 3 क्षेत्रों में खोपड़ी की विभाज्यता के कपाल गुहा में निहित है - अग्र मस्तिष्क (घ्राण लॉब, सेरेब्रल गोलार्ध, डाइसफैलन), मध्य मस्तिष्क (ऑप्टिक लॉब, क्रुरा सेरेब्री), हिंद मस्तिष्क (सेरिबैलम, मेडुला ओबेलॉन्गा)।

मस्तिष्क के कार्य

घ्राण लोब गंध के अंगों से संबंधित हैं। मस्तिष्क गोलार्द्ध मस्तिष्क के प्रमुख भाग हैं, वे नाक, आंख, कान और स्पर्श रिसेप्टर्स से आवेग प्राप्त करते हैं और उनके कामकाज को नियंत्रित करते हैं। गोलार्ध भी स्वैच्छिक कार्यों की सीट हैं और वे पशु की गतिविधियों का समन्वय करते हैं। इसके अलावा, मस्तिष्क गोलार्ध स्मृति, चेतना, संघों, कल्पना, इच्छा शक्ति और अनुभवों की सीट हैं। डाइसेफालोन पश्चवर्ती क्षेत्रों से मस्तिष्क गोलार्द्धों में आवेगों को रिले करता है; यह गर्मी, ठंड, दर्द और शरीर की गतिविधियों की उत्तेजनाओं को पहचानता है, और यह स्वायत्त तंत्रिका तंत्र की दैहिक गतिविधियों को नियंत्रित करता है।
सेरेब्रल गोलार्द्धों नियंत्रण दृष्टि के साथ पूर्वकाल ऑप्टिक पालियों, पीछे ऑप्टिक पालियों समारोह में श्रवण हैं।

सेरिबैलम मांसपेशियों के संतुलन और समन्वय से संबंधित है, सेरेब्रल गोलार्द्धों द्वारा शुरू की गई प्रतिक्रियाएं सेरिबैलम द्वारा की जाती हैं, और यह मस्तिष्क गोलार्द्धों के आदेशों के लिए आवश्यक समायोजन करता है। मेडुला ऑबोंगटा गर्मी, श्वसन, स्वाद, रक्तचाप और पाचन ग्रंथियों के स्राव को नियंत्रित करता है; यह मस्तिष्क गोलार्द्धों से रीढ़ की हड्डी तक और विपरीत दिशा में भी आवेगों को प्रसारित करता है, इस प्रकार यह शरीर के जटिल मांसपेशियों के आंदोलनों को नियंत्रित करता है। रीढ़ की हड्डी के चार कार्यात्मक विभाजन, अर्थात्, दैहिक संवेदी, दैहिक मोटर, आंत मोटर और आंत संवेदी स्तनधारियों में बहुत अच्छी तरह से विकसित होते हैं।

प्रतिवर्त क्रिया और प्रतिवर्त चाप

एक नर्वस रिफ्लेक्स एक अनैच्छिक क्रिया है जिसे रिसेप्टर की उत्तेजना द्वारा लाया जाता है। किसी बाहरी या अंतराल उत्तेजना के आगमन पर एक प्रभावकार अंग द्वारा हमारी जागरूकता के बिना एक पलटा को तत्काल और तेजी से प्रतिक्रिया के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

पलटा दो प्रकार का हो सकता है।

सिंपल रिफ्लेक्स: यह एक जन्मजात, विरासत में मिली या अनियोजित प्रतिक्रिया है, जैसे कि घुटने का झटका।

वातानुकूलित पलटा: यह एक उत्तेजना के लिए प्रशिक्षण या अनुभव के परिणामस्वरूप प्राप्त प्रतिक्रिया है जो मूल रूप से प्रतिक्रिया को भड़काने में विफल रही है।

रिफ्लेक्स क्रिया का संरचनात्मक और कार्यात्मक आधार रिफ्लेक्स आर्क कहलाता है।

सहानुभूति तंत्रिका तंत्र के कार्य: (उत्तेजना पर)

(ए) मांसपेशियों का संकुचन।

(b) पसीने की ग्रंथियों का स्राव।

(c) त्वचा की रक्त वाहिकाओं का कसना।

(d) ब्रांकाई का फैलाव।

(of) हृदय का संकुचन।

(f) रक्तचाप में अचानक वृद्धि।

(छ) मूत्राशय की मांसपेशियों का संकुचन।

(ज) अचानक रक्त में आरबीसी की संख्या में गिरावट।

(i) रक्त का तेजी से जमाव।

परसम्पा थेटिक तंत्रिका तंत्र के कार्य (उत्तेजना पर):

(ए) पुतली का कसना।

(b) रक्त वाहिकाओं का फैलाव।

(c) मूत्राशय की मांसपेशियों का संकुचन।

(d) पाचन तंत्र की दीवारों का संकुचन।

नयन ई

आँखें खोपड़ी की कक्षाओं में स्थित हैं। प्रत्येक नेत्रगोलक ऊपरी और निचली पलक द्वारा सुरक्षित रहता है, जिसके किनारे पर पलकें होती हैं। तीसरी पलक या निक्टिंग झिल्ली मनुष्य में कम हो जाती है और अस्पष्ट हो जाती है और आंख के एक कोने पर पाई जाती है। आँखों के मार्जिन पर छोटी-छोटी उभयलिंगी ग्रंथियाँ मौजूद होती हैं जो आँखों को चिकनाई देने के लिए एक तैलीय पदार्थ का स्राव करती हैं; और लैरीमल या आंसू ग्रंथियों से आँसू पैदा होते हैं जो आँख की गेंद को नम रखते हैं। आंखें छह आंख की मांसपेशियों के एक सेट द्वारा स्थानांतरित की जाती हैं। आदमी में दोनों आँखों को आगे लाया जाता है ताकि उसके पास दूरबीन दृष्टि हो। नेत्रगोलक तीन परतों के बाद बनता है: स्क्लेरोटिक: यह नेत्रगोलक की सबसे बाहरी परत है जिसका दो-तिहाई भाग अपारदर्शी है और कक्षा में है; जबकि एक तिहाई पारदर्शी कॉर्निया के सामने जारी है। कॉर्निया के ऊपर एक और पारदर्शी झिल्ली जिसे कंजंक्टिव कहा जाता है, मौजूद है जो पलक की त्वचा का विस्तार है। यह ठीक रक्त केशिकाओं मिला है। कोरॉइड: यह सेलेवोटिक के बगल में स्थित है और ढीले संयोजी ऊतकों से बना है। सामने यह एक रिंगिअल सिलिअरी बॉडी के रूप में मोटा होता है। सिलिअरी बॉडी कोरॉइड रूपों के सामने आइरिस होता है जो कि पुतली नामक केंद्र में एक गोलाकार छिद्र होता है। लेंस और परितारिका की उपस्थिति आंख की गेंद को एटरियन जलीय कक्ष में विभाजित करती है, जो जलयुक्त जलीय हास्य से भरी होती है, और एक पश्चवर्ती विट्रोसियस चैंबर से भरा होता है।

रेटिना: रेटिना एक पतली नाजुक झिल्ली होती है जिसमें दो उप-परतें होती हैं।

(ए) वर्णक के तुरंत बाद झूठ बोलने वाली वर्णक कोशिकाओं की एक बाहरी परत; तथा

(b) दो प्रकार की तंत्रिका कोशिकाओं- छड़ और शंकु से मिलकर एक आंतरिक संवेदी परत, जो ऑप्टिक नसों से जुड़ी होती है।

रोड्स में दृश्य वर्णक रोडोप्सिन होता है जो पशु को मंद प्रकाश में देखने में मदद करता है। उल्लू जैसे निशाचर जानवर मुख्य रूप से अपनी रेटिना में छड़ रखते हैं। यह उन्हें मंद प्रकाश में देखने में सक्षम बनाता है। शंकु में अलग-अलग रंजक होते हैं और जानवर को तीन प्राथमिक रंगों यानी लाल, हरे और नीले रंग में अंतर करने में मदद करते हैं। रॉड और शंकु को रेटिना में समान रूप से वितरित नहीं किया जाता है। कुछ जानवर जैसे गौरैया जो दिन के समय में सक्रिय होते हैं, ज्यादातर उनके रेटिना में शंकु होते हैं और बहुत खराब रात के दर्शन होते हैं। रेटिना के पीछे के भाग में केवल शंकु होता है और इसमें पीले रंग का वर्णक होता है, और इसे पीले धब्बे या क्षेत्र के रूप में कहा जाता है जो केंद्रीकृत या फोविया होता है। इस क्षेत्र में अधिकतम दृष्टि है। रेटिना के बीच में एक ब्लाइंड स्पॉट मौजूद होता है जिसमें छड़ और शंकु दोनों की कमी होती है। आमतौर पर इस जगह से ऑप्टिक नर्व उठती है। 

आँख का काम करना

पुतली का आकार गेंद में प्रवेश करने वाले प्रकाश की मात्रा को नियंत्रित करता है। ऑब्जेक्ट की एक उलटी छवि रेटिना पर बनाई जाती है जो ऑप्टिक तंत्रिका द्वारा मस्तिष्क को बताई जाती है।
छवि को फिर मस्तिष्क द्वारा उलटा किया जाता है। पास और दूर की वस्तुओं के बॉक्स के लेंस के रूप में वक्रता में परिवर्तन। लेकिन कुछ जानवरों में जैसे कि निकट की वस्तुओं के लिए मछलियों का निवास स्थान नेत्रगोलक का आकार बढ़ाकर लाया जाता है, लेकिन लेंस का नहीं।