Mechanism of Breathing Questions in Gujarati

(A) રક્ષક કોષોની હલનચલન મુખ્યત્વે તેમના આશુનતા દબાણ (turgor pressure) માં થતા ફેરફારો દ્વારા સંચાલિત થાય છે. જ્યારે પાણી રક્ષક કોષોમાં પ્રવેશે છે,ત્યારે તેઓ આશુન (turgid) બને છે અને વાયુરંધ્ર ખુલે છે. જ્યારે પાણી બહાર નીકળી જાય છે,ત્યારે તેઓ શિથિલ (flaccid) બને છે અને વાયુરંધ્ર બંધ થઈ જાય છે. વનસ્પતિની આ પ્રકારની હલનચલન,જે આશુનતા દબાણમાં થતા ફેરફારોને કારણે થાય છે,તેને આશુનતાજન્ય હલનચલન (turgor movement) કહેવામાં આવે છે.

(A) સેયર (Sayre) દ્વારા પ્રસ્તાવિત સ્ટાર્ચ-શર્કરા આંતરરૂપાંતરણ સિદ્ધાંત મુજબ,વાયુરંધ્રનું ખુલવું અને બંધ થવું એ રક્ષક કોષોના $pH$ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
જ્યારે રક્ષક કોષોનું $pH$ વધે છે (વધુ આલ્કલાઇન બને છે),ત્યારે ફોસ્ફોરિલેઝ ઉત્સેચક ગ્લુકોઝ$-1-$ફોસ્ફેટનું સ્ટાર્ચમાં રૂપાંતર કરે છે,જે અદ્રાવ્ય છે અને તેના પરિણામે વાયુરંધ્ર બંધ થાય છે.
$pH$ માં વધારો એ રક્ષક કોષોમાં $H^+$ આયનોની સાંદ્રતામાં ઘટાડો સૂચવે છે.
તેથી,જ્યારે $H^+$ આયનોની સાંદ્રતા ઘટે છે ત્યારે શર્કરાનું સ્ટાર્ચમાં રૂપાંતર થાય છે.

(C) સામાન્ય શ્વસન દરમિયાન,ઉચ્છવાસ એ નિષ્ક્રિય પ્રક્રિયા છે. જોકે,બળપૂર્વક ઉચ્છવાસ દરમિયાન,આ પ્રક્રિયા સક્રિય બને છે. આમાં આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ અને ઉદરના સ્નાયુઓનું સંકોચન થાય છે. આ સ્નાયુઓ ઉરસના કદમાં ઘટાડો કરીને ઉરસીય ગુહામાં દબાણ વધારે છે,જેનાથી ફેફસાંમાંથી હવા વધુ જોરથી બહાર નીકળે છે. તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) ઉરોદરપટલ એ શ્વસન માટેનું મુખ્ય સ્નાયુ છે જે ઉરસીય ગુહાને ઉદરગુહાથી અલગ કરે છે. તેની શિથિલ અવસ્થામાં,ઉરોદરપટલ ગુંબજ આકારનું હોય છે,જેનો બહિર્મુખ ભાગ ઉરસીય ગુહા તરફ હોય છે. શ્વાસ લેતી વખતે,તે સંકોચાય છે અને સપાટ બને છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ વધે છે અને હવા અંદર લેવામાં મદદ મળે છે.

(D) ઉરોદરપટલ એ ગુંબજ આકારનો સ્નાયુબદ્ધ પડદો છે જે ઉરસીય ગુહાને ઉદર ગુહાથી અલગ કરે છે.
તેનું પ્રાથમિક અને સૌથી મહત્વનું કાર્ય શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયામાં મદદ કરવાનું છે.
જ્યારે ઉરોદરપટલ સંકોચાય છે,ત્યારે તે સપાટ બને છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ વધે છે અને ફેફસાંમાં દબાણ ઘટે છે,જેથી હવા અંદર આવે છે (અંતઃશ્વસન).
જ્યારે તે શિથિલ થાય છે,ત્યારે તે તેના ગુંબજ આકારમાં પાછો ફરે છે,જેનાથી ઉરસનું કદ ઘટે છે અને હવા બહાર નીકળે છે (ઉચ્છવાસ).
તેથી,તે શ્વસન વાતવિનિમય માટે જવાબદાર મુખ્ય સ્નાયુ છે.

(D) શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા, અથવા ફુપ્સિય વેન્ટિલેશન, ફેફસામાં હવા અંદર લેવાની અને બહાર કાઢવાની ક્રિયાનો સમાવેશ કરે છે।
આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે ઉરસના પોલાણના કદમાં થતા ફેરફારો દ્વારા સંચાલિત થાય છે।
આ દબાણના તફાવતો બનાવવા માટે જવાબદાર $2$ મુખ્ય રચનાઓ $\text{આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ}$ (પાંસળીઓની વચ્ચે આવેલા) અને $\text{ઉરોદરપટલ}$ (ઉરસના પોલાણના પાયામાં આવેલું ગુંબજ આકારનું સ્નાયુ) છે।
આ સ્નાયુઓનું સંકોચન અને શિથિલન ઉરસના કદમાં ફેરફાર કરે છે, જે ફેફસાંની અંદરના દબાણમાં ફેરફાર લાવે છે, જેનાથી હવા અંદર કે બહાર જઈ શકે છે।

(A) ફેફસાંનું વેન્ટિલેશન (શ્વાસોચ્છવાસ) મુખ્યત્વે ઉરસીય ગુહાના કદમાં થતા ફેરફારો દ્વારા થાય છે.
આ પ્રક્રિયા ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય તથા આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (કોસ્ટલ સ્નાયુઓ) ના સંકોચન અને શિથિલન દ્વારા સરળ બને છે.
શ્વાસ લેતી વખતે ઉરસીય ગુહાનું કદ વધારવા માટે ઉરોદરપટલ નીચેની તરફ ખસે છે,જ્યારે કોસ્ટલ સ્નાયુઓ પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિને હલાવીને ઉરસીય ગુહાને વધુ વિસ્તૃત કરે છે.
તેથી,ફેફસાંના વેન્ટિલેશન માટે ઉરોદરપટલ અને કોસ્ટલ સ્નાયુઓ બંને આવશ્યક છે.

(C) બકેટ-હેન્ડલ હલનચલન શ્વાસોચ્છવાસ દરમિયાન પાંસળીઓના ઉપર તરફના ઉઠાવને દર્શાવે છે.
આ પ્રકારનું હલનચલન $6^{th}$ થી $10^{th}$ પાંસળીઓમાં જોવા મળે છે.
આ પાંસળીઓ ત્રાંસી અગ્ર-પશ્ચ ધરી (oblique anteroposterior axis) પર ગતિ કરે છે,જેના પરિણામે ઉરસીય ગુહા (thoracic cavity) નો અનુપ્રસ્થ વ્યાસ (transverse diameter) વધે છે.

(B) ઉચ્છવાસ દરમિયાન,ઉરોદરપટલ શિથિલ થાય છે અને તેના મૂળ ગુંબજ આકારમાં પાછું ફરે છે. આ શિથિલતાને કારણે ઉરસના પોલાણનું કદ ઘટે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહામાં દબાણ વધે છે અને હવા ફેફસાંમાંથી બહાર નીકળી જાય છે.

(C) દેડકા જેવા ઉભયજીવીઓમાં ફેફસી શ્વસન 'બકલ પંપ' (buccal pump) પદ્ધતિ દ્વારા થાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન મુખ હંમેશા બંધ રહે છે. હવા અંદર લેવા અને બહાર કાઢવા માટે બાહ્ય નાસિકા છિદ્રો ક્રમિક રીતે ખુલે છે અને બંધ થાય છે. મુખગુહાનું હલનચલન થાય છે અને સ્ટર્નોહાયલ તથા ટેરોહાયલ સ્નાયુઓ મુખગુહાનું કદ બદલવા માટે સંકોચન અને શિથિલન પામે છે. તેથી,'મુખનું ક્રમિક ખુલવું અને બંધ થવું' જેવી પ્રવૃત્તિ થતી નથી,કારણ કે સમગ્ર પ્રક્રિયા દરમિયાન મુખ બંધ રહે છે.

(B) વિશ્રામ અવસ્થામાં એક સ્વસ્થ પુખ્ત મનુષ્યનો સરેરાશ શ્વસન દર પ્રતિ મિનિટ આશરે $12$ થી $16$ વખત હોય છે. તેથી, સામાન્ય પુખ્ત વ્યક્તિ માટે $16$ વખત એ પ્રમાણિત મૂલ્ય ગણવામાં આવે છે.

(B) હવા ફેફસાંમાં શ્વાસોચ્છવાસ (અંતઃશ્વસન) દરમિયાન પ્રવેશે છે.
અંતઃશ્વસન ત્યારે થાય છે જ્યારે ફેફસાંની અંદરનું દબાણ (આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ) વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઓછું હોય.
આ દાબ ઢોળાંશ ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના સંકોચન દ્વારા સર્જાય છે,જે ઉરસીય ગુહાનું કદ વધારે છે.
બોઈલના નિયમ મુજબ,કદમાં વધારો થવાથી દબાણમાં ઘટાડો થાય છે,જેના કારણે હવા ઉચ્ચ દબાણ ધરાવતા વાતાવરણમાંથી ઓછા દબાણ ધરાવતા ફેફસાંમાં વહે છે.

(B) સસલા સહિતના સસ્તનોમાં,સામાન્ય શ્વસન દરમિયાન ઉચ્છવાસ એક નિષ્ક્રિય પ્રક્રિયા છે.
તે મુખ્યત્વે ઉરોદરપટલના સ્નાયુઓના શિથિલન (જે તેમના ગુંબજ આકારની સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે) અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના શિથિલનને કારણે થાય છે.
જોકે,બળપૂર્વકના ઉચ્છવાસ દરમિયાન,આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ સંકોચાય છે જે પાંસળીના પિંજરને નીચે અને અંદરની તરફ ખેંચે છે,જેનાથી ઉરોદરપટલનું કદ ઘટે છે અને હવાનું દબાણ વધે છે,પરિણામે હવા બહાર નીકળે છે.

(A) શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન,ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ એકસાથે સંકોચાય છે.
આ સંકોચન ઉરસીય ગુહા (thoracic cavity) ના કદમાં આગળ-પાછળ અને ઉપર-નીચેની ધરીએ વધારો કરે છે.
ઉરોદરપટલનું સંકોચન તેને સપાટ બનાવે છે,જ્યારે બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ (sternum) ને ઉપર અને બહારની તરફ ધકેલે છે.
આનાથી ફેફસાંમાં ઋણ દબાણ સર્જાય છે,જેના કારણે હવા ફેફસાંમાં અંદર આવે છે.

(D) સસ્તનોમાં ફેફસાંનું વેન્ટિલેશન એ એક યાંત્રિક પ્રક્રિયા છે જેમાં હવા ફેફસાંમાં અંદર અને બહાર જાય છે. આ પ્રક્રિયા મુખ્યત્વે ઉરસીય ગુહા (thoracic cavity) ના કદમાં થતા ફેરફારો દ્વારા સંચાલિત થાય છે.
આ કદમાં ફેરફાર ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને પાંસળીઓ સાથે જોડાયેલા બાહ્ય અને આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (costal muscles) ના સંકલિત સંકોચન અને શિથિલન દ્વારા થાય છે.
ઉરોદરપટલ,જે ગુંબજ આકારનો સ્નાયુબદ્ધ પડદો છે,તે સંકોચન દરમિયાન સપાટ થઈને ઉરસીય ગુહાનું કદ ઊભી ધરીમાં વધારે છે,જ્યારે પાંસળીના સ્નાયુઓ પાંસળીના પિંજરને ઉપર અને બહારની તરફ ખસેડીને ઉરસીય ગુહાનું કદ પૃષ્ઠ-વક્ષ અને પાર્શ્વ ધરીમાં વધારે છે.
તેથી,ફેફસાંના શ્વસન વાતવિનિમય માટે ઉરોદરપટલ અને પાંસળીના સ્નાયુઓ બંને આવશ્યક છે.

(C) શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયામાં ફેફસાંમાં હવા અંદર લેવી અને બહાર કાઢવી એ મુખ્યત્વે ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને પાંસળીઓ સાથે જોડાયેલા આંતર પાંસળી સ્નાયુઓના સંકોચન અને શિથિલન દ્વારા થાય છે.
જ્યારે ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતર પાંસળી સ્નાયુઓ સંકોચાય છે,ત્યારે ઉરસીય ગુહાનું કદ વધે છે,જેનાથી શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા (inspiration) થાય છે.
જ્યારે આ સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે,ત્યારે ઉરસીય ગુહાનું કદ ઘટે છે,જેનાથી ઉચ્છવાસની પ્રક્રિયા (expiration) થાય છે.

(B) શ્વાસ લેતી વખતે,ઉરોદરપટલ સંકોચાય છે અને સપાટ બને છે,જે ઉરસીય ગુહાનું કદ આગળ-પાછળની ધરીમાં વધારે છે. આ સંકોચન ફેફસાંમાં નકારાત્મક દબાણ પેદા કરે છે,જેનાથી હવા અંદર આવે છે.

(A) શ્વસન દરમિયાન,ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના સંકોચનને કારણે શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયામાં ઉરસીય ગુહાનું કદ વધે છે.
જ્યારે ઉરસીય ગુહાનું કદ મહત્તમ થાય છે,ત્યારે ફેફસાં હવા દ્વારા સંપૂર્ણપણે ફૂલેલા હોય છે.
આ બિંદુએ,શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા પૂર્ણ થાય છે અને આગામી તબક્કો,એટલે કે ઉચ્છવાસ,શરૂ થવાની તૈયારીમાં હોય છે.
તેથી,મહત્તમ ઉરસીય કદના સમયે,વધુ શ્વાસ લેવો અશક્ય છે કારણ કે ફેફસાં તેમની મહત્તમ ક્ષમતા સુધી પહોંચી ગયા છે.

(A) જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ નાક અને મોઢું બંધ રાખીને મહત્તમ પ્રયત્ન સાથે શ્વાસ લેવાનો પ્રયત્ન કરે છે,ત્યારે ઉરસીય ગુહા (thoracic cavity) વિસ્તરે છે,જે વાયુકોષ્ઠોના કદમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.
બોઈલના નિયમ મુજબ,અચળ તાપમાને વાયુના નિશ્ચિત જથ્થા માટે,દબાણ એ કદના વ્યસ્ત પ્રમાણમાં હોય છે $(P \propto 1/V)$.
જેમ જેમ શ્વસન સ્નાયુઓ (ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ) ના મજબૂત સંકોચનને કારણે વાયુકોષ્ઠોનું કદ ઝડપથી વધે છે,તેમ વાયુકોષ્ઠોની અંદરનું દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઘણું ઘટી જાય છે.
આવી સ્થિતિમાં,વાયુકોષ્ઠીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણની સાપેક્ષમાં $-80\;\text{mm Hg}$ જેટલું નીચું જઈ શકે છે.

(B) જમતી વખતે શ્વસન દર ઘટે છે કારણ કે ગળવાની ક્રિયા (swallowing) અને શ્વાસ લેવાની ક્રિયા એકસાથે થઈ શકતી નથી. ગળવાની પ્રક્રિયા દરમિયાન,ઘાંટી ઢાંકણ (epiglottis) ગ્લોટિસને બંધ કરે છે જેથી ખોરાક શ્વાસનળીમાં ન જાય,જે અસ્થાયી રૂપે હવાના પ્રવેશને અટકાવે છે.

(C) ઉરોદરપટલ એ શ્વસન માટેનું મુખ્ય સ્નાયુ છે. તે ફેફસાં અને વાતાવરણ વચ્ચે દાબ ઢોળાંશ ઊભો કરીને શ્વસનની પ્રક્રિયામાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે.
જો ઉરોદરપટલમાં કાણું પડે,તો ઉરસીય ગુહા શ્વાસોચ્છવાસ માટે જરૂરી ઋણ દબાણ જાળવી શકતી નથી.
આના પરિણામે તરત જ શ્વસન નિષ્ફળ જાય છે,જેનાથી વાયુઓની આપ-લે અટકી જાય છે અને વ્યક્તિનું મૃત્યુ થાય છે,ભલે અન્ય મહત્વના અંગો સુરક્ષિત હોય.

(B) શ્વાસ લેવાની અંતિમ અવસ્થા દરમિયાન,ઉરસીય ગુહા (thoracic cavity) નું કદ મહત્તમ થાય છે,જેના કારણે આંતર-ઉરસ દબાણ ઘટે છે. આ દબાણમાં ફેરફાર હૃદય તરફના શિરાયુક્ત રુધિરના વહનને વધારે છે. ફ્રેન્ક-સ્ટાર્લિંગના નિયમ મુજબ,શિરાયુક્ત રુધિરનું વહન વધવાથી સ્ટ્રોક વોલ્યુમ વધે છે,જે પરિણામે સિસ્ટોલિક બ્લડ પ્રેશરમાં કામચલાઉ વધારો કરે છે.

(B) ઉચ્છવાસ એ ફેફસાંમાંથી હવાને બહાર કાઢવાની પ્રક્રિયા છે.
આ પ્રક્રિયા ત્યારે થાય છે જ્યારે ફેફસાંની અંદરનું દબાણ (intra-pulmonary pressure) વાતાવરણીય દબાણ કરતાં વધી જાય છે.
જ્યારે ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે,ત્યારે ઉરસગુહાનું કદ ઘટે છે,જેના પરિણામે ફેફસાંની અંદરનું દબાણ વાતાવરણની સાપેક્ષમાં વધે છે અને હવા બહારની તરફ ધકેલાય છે.

(A) શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા (inspiration) દરમિયાન,ઉરોદરપટલના સ્નાયુઓ સંકોચાય છે.
આ સંકોચનને કારણે ઉરોદરપટલ સપાટ બને છે અને નીચેની તરફ ખસે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ અગ્ર-પશ્વ અક્ષ (antero-posterior axis) પર વધે છે.
કદમાં આ વધારાને કારણે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ ઘટે છે,જેના પરિણામે વાતાવરણમાંથી હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે.

(D) મનુષ્યમાં સામાન્ય ઉચ્છવાસ એ એક નિષ્ક્રિય પ્રક્રિયા છે. સામાન્ય શ્વસન દરમિયાન,ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ $(EICM)$ શિથિલ થાય છે,જેના કારણે ઉરોદર ગુહાનું કદ ઘટે છે અને ફેફસાંમાંથી હવા બહાર નીકળે છે. સામાન્ય ઉચ્છવાસ માટે કોઈ પણ સ્નાયુના સક્રિય સંકોચનની જરૂર પડતી નથી. તેથી,સાચો જવાબ એ છે કે સામાન્ય ઉચ્છવાસ દરમિયાન કોઈ સ્નાયુ સંકોચન પામતા નથી.

(A) શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે: શ્વાસ અને ઉચ્છવાસ.
આ પ્રક્રિયાઓ ફેફસાં અને વાતાવરણ વચ્ચે દાબ ઢોળાંશ સર્જીને શક્ય બને છે.
ઉરોદરપટલ અને પાંસળીઓની વચ્ચે આવેલા વિશિષ્ટ સ્નાયુઓ,જેને બાહ્ય અને આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ કહેવાય છે,તે આ દાબ ઢોળાંશ ઉત્પન્ન કરવામાં મદદ કરે છે.
ઉરોદરપટલનું સંકોચન ઉરસીય ગુહાના કદને અગ્ર-પશ્ચ ધરી પર વધારે છે,જ્યારે બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિને ઉપર તરફ ખેંચે છે,જેનાથી પૃષ્ઠ-વક્ષ ધરી પર કદ વધે છે.
આમ,ઉરોદરપટલ અને આંતરપાંસળી સ્નાયુઓની સંકલિત ક્રિયા ફેફસાંમાં હવાની અવર-જવર માટે જવાબદાર છે.

(C) હેડકી એ $\text{Diaphragm}$ (ઉરોદરપટલ) ના અનૈચ્છિક અને આંચકાજનક સંકોચનને કારણે આવે છે।
આ સંકોચન પછી સ્વરતંતુઓ ઝડપથી બંધ થાય છે, જેના કારણે લાક્ષણિક '$\text{હેડકી}$' જેવો અવાજ ઉત્પન્ન થાય છે।
તેથી, સાચો વિકલ્પ $C$ છે।

(A) ઉચ્છવાસ ત્યારે થાય છે જ્યારે ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે.
$1$. ઉચ્છવાસ દરમિયાન,ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે.
$2$. આ હલનચલનને કારણે ઉરસીય ગુહાનું કદ ઘટે છે.
$3$. ઉરસીય ગુહાના કદમાં ઘટાડો થવાથી વાતાવરણીય દબાણની સાપેક્ષમાં ફેફસાંનું દબાણ વધે છે.
$4$. પરિણામે,હવા ફેફસાંમાંથી બહારના વાતાવરણમાં મુક્ત થાય છે.

(D) મનુષ્યમાં, $\text{ઉરોદરપટલ}$ (Diaphragm) એ ગુંબજ આકારનું સ્નાયુબદ્ધ બંધારણ છે જે ઉરસીય ગુહાને ઉદરગુહાથી અલગ કરે છે.
તે શ્વાસોચ્છ્વાસની ક્રિયાવિધિમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે, કારણ કે તે સંકોચાઈને સપાટ બને છે, જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ વધે છે અને શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા સરળ બને છે.
જોકે સરિસૃપો અને પક્ષીઓમાં પણ શ્વસન માટે પાંસળીઓ અને આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ હોય છે, પરંતુ સસ્તનોમાં સુવિકસિત $\text{ઉરોદરપટલ}$ ની હાજરી અન્ય પૃષ્ઠવંશીઓ કરતા શ્વસન વાતવિનિમયની કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે.

(B) શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે: શ્વાસ અને ઉચ્છવાસ.
શ્વાસ દરમિયાન,ઉરોદરપટલનું સંકોચન થાય છે,જેનાથી તેનો ગુંબજ આકાર સપાટ બને છે.
આ સંકોચનને કારણે ઉરસીય ગુહાનું કદ $Antero-posterior$ (અગ્ર-પશ્ચ) ધરી પર વધે છે.
તે જ સમયે,બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના સંકોચનથી પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ ઉપરની તરફ ખેંચાય છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ $Dorso-ventral$ (પૃષ્ઠ-વક્ષ) ધરી પર વધે છે.
તેથી,ઉરોદરપટલનું સંકોચન ખાસ કરીને $Antero-posterior$ ધરી પર ઉરસીય કદમાં વધારો કરે છે.

(A) મનુષ્યમાં,શ્વાસોચ્છ્વાસની ક્રિયાવિધિમાં ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને પાંસળીઓ મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે,જે ઉરસીય ગુહાનું કદ બદલીને દાબ ઢોળાંશ (pressure gradient) ઉત્પન્ન કરે છે.
દેડકામાં ઉરોદરપટલનો અભાવ હોય છે,અને તેઓ ફેફસાંમાં હવા ભરવા માટે મુખગુહા પંપ (buccal pump) પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરે છે.
તેથી,શ્વસનમાં ઉરોદરપટલ અને પાંસળીઓની ભાગીદારી એ બંને વચ્ચેનો મુખ્ય તફાવત છે.

(C) ઉરોદરપટલ એ ગુંબજ આકારનો સ્નાયુબદ્ધ પડદો છે જે સસ્તનોમાં ઉરસીય ગુહાને ઉદરગુહાથી અલગ કરે છે. તેનું પ્રાથમિક અને સૌથી મહત્વનું કાર્ય શ્વસનની પ્રક્રિયામાં મદદ કરવાનું છે. શ્વાસ લેતી વખતે,ઉરોદરપટલ સંકોચાય છે અને સપાટ બને છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ વધે છે,જે ઋણ દબાણ ઉત્પન્ન કરે છે અને હવાને ફેફસાંમાં ખેંચે છે. ઉચ્છવાસ દરમિયાન,તે શિથિલ થાય છે અને ઉપરની તરફ ખસે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ ઘટે છે અને હવા ફેફસાંમાંથી બહાર નીકળે છે. આમ,તે શ્વાસોચ્છ્વાસની ક્રિયાવિધિ માટે અનિવાર્ય છે.

(D) ઉરસીય ગુહા એ એક બંધ,હવાચુસ્ત ખંડ છે. ફેફસાં પ્લ્યુરલ ગુહામાં રહેલા નકારાત્મક દબાણ (વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઓછું દબાણ) ને કારણે ફૂલેલા રહે છે. જો ફેફસાંને નુકસાન પહોંચાડ્યા વિના ઉરસીય દીવાલમાં (ઉરસીય ગુહામાં) છેદ પડે,તો બહારની હવા પ્લ્યુરલ અવકાશમાં પ્રવેશે છે. આનાથી નકારાત્મક દબાણ નાબૂદ થાય છે,જેના કારણે ફેફસાં સંકોચાઈ જાય છે (આ સ્થિતિને ન્યુમોથોરેક્સ કહેવાય છે). જેમ ફેફસાં સંકોચાય છે,તેમ શરીર વાયુ વિનિમયમાં ઘટાડો થવાને કારણે ઓક્સિજનનું સ્તર જાળવી રાખવા માટે શ્વસન દર વધારે છે. તેથી,શ્વસન દર વધે છે.

(B) શ્વસન મુખ્યત્વે બે પ્રકારના હોય છે: ઉરોદરપટલ દ્વારા (ઉદરીય) અને પાંસળીઓ દ્વારા (થોરાસિક).
પુરુષોમાં ઉરોદરપટલ દ્વારા થતું શ્વસન વધુ પ્રભાવી હોય છે,જેમાં ઉરોદરપટલ ઉરસના કદમાં ફેરફાર કરવામાં મુખ્ય ભૂમિકા ભજવે છે.
સ્ત્રીઓમાં,ખાસ કરીને ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન,ગર્ભાશયમાં વધતા ગર્ભના દબાણને કારણે ઉરોદરપટલની હિલચાલ મર્યાદિત થઈ જાય છે.
તેથી,ઉરોદરપટલની મર્યાદિત હિલચાલને સરભર કરવા માટે,સ્ત્રીઓ શ્વસનની પ્રક્રિયા માટે પાંસળીઓના હલનચલન (પાંસળીઓ દ્વારા શ્વસન) પર વધુ આધાર રાખે છે.

(C) ઉરોદરપટલ $(Diaphragm)$ એ ગુંબજ આકારની સ્નાયુમય રચના છે જે સસ્તનોમાં,જેમાં સસલાનો પણ સમાવેશ થાય છે,ઉરસીય ગુહાને ઉદરગુહાથી અલગ કરે છે.
તે શ્વાસોચ્છ્વાસની ક્રિયાવિધિમાં સૌથી મહત્વની ભૂમિકા ભજવે છે,કારણ કે તે સંકોચાઈને સપાટ બને છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ વધે છે અને શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા (inspiration) સરળ બને છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $C$ છે.

(B) શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયામાં ફેફસાંમાં હવા અંદર લેવી અને બહાર કાઢવી એ ઉરસીય ગુહા દ્વારા નિર્મિત દાબ ઢોળાંશને કારણે થાય છે.
$1$. ઉરસીય ગુહા એક હવાચુસ્ત ખંડ છે.
$2$. ઉરોદરપટલ એ ગુંબજ આકારનો સ્નાયુબદ્ધ પડદો છે જે ઉરસને ઉદરમાંથી અલગ કરે છે.
$3$. શ્વાસ લેતી વખતે,ઉરોદરપટલના સ્નાયુઓનું સંકોચન તેને સપાટ બનાવે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ અગ્ર-પશ્વ અક્ષ પર વધે છે.
$4$. કદમાં આ વધારો ફેફસાંની અંદરનું દબાણ ઘટાડે છે,જેના કારણે હવા અંદર આવે છે.
$5$. જોકે બાહ્ય આંતર પાંસળી સ્નાયુઓ પણ પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિને ઊંચકીને મદદ કરે છે,પરંતુ ઉરસીય કદમાં મુખ્ય વધારો ઉરોદરપટલના સંકોચનને આભારી છે.

(D) ઉચ્છવાસ દરમિયાન,ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે. જેમ ઉરોદરપટલ શિથિલ થાય છે,તેમ તે ઉપરની તરફ ખસે છે અને તેના મૂળ ઘુમ્મટ આકારની સ્થિતિમાં પાછો ફરે છે. આનાથી ઉરોદર ગુહાનું કદ ઘટે છે અને દબાણ વધે છે,જેના કારણે ફેફસાંમાંથી હવા બહાર નીકળે છે.

(C) સામાન્ય શ્વાસોચ્છવાસ અને સામાન્ય ઉચ્છવાસ એ નિષ્ક્રિય પ્રક્રિયાઓ છે જે ફેફસાંના સ્થિતિસ્થાપક પ્રત્યાઘાત (elastic recoil) અને ઉરોદરપટલ તથા બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના શિથિલન પર આધાર રાખે છે. જોકે,બળપૂર્વકનો ઉચ્છવાસ (forced expiration) એ એક સક્રિય પ્રક્રિયા છે,જેમાં ઉરોદરપટલના કદને ઝડપથી ઘટાડવા માટે ઉચ્છવાસના સ્નાયુઓ,ખાસ કરીને આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ અને ઉદરીય સ્નાયુઓનું સંકોચન જરૂરી છે.

(B) : ઇન્ટ્રાપ્લ્યુરલ દબાણ એ પ્લ્યુરલ પોલાણની અંદરનું હવાનું દબાણ છે.
ઇન્ટ્રાપ્લ્યુરલ દબાણ હંમેશા ઋણ હોય છે,જે ફેફસાંને ફૂલેલા રાખવા અને તેમને સંકોચાઈ જતા અટકાવવા માટે સક્શન (ચૂષણ) તરીકે કાર્ય કરે છે.
ઋણ ઇન્ટ્રાપ્લ્યુરલ દબાણ ત્રણ મુખ્ય પરિબળોને કારણે હોય છે: આલ્વેઓલર પ્રવાહીનું પૃષ્ઠતાણ,ફેફસાંની સ્થિતિસ્થાપકતા અને છાતીની દીવાલની સ્થિતિસ્થાપકતા.
સામાન્ય રીતે,ઇન્ટ્રાપ્લ્યુરલ અને આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ વચ્ચે તફાવત હોય છે,જેને ટ્રાન્સપલ્મોનરી દબાણ કહેવામાં આવે છે.
આ ટ્રાન્સપલ્મોનરી દબાણ ફેફસાંને ફૂલેલા રાખવા માટે સક્શન ઉત્પન્ન કરે છે.
જો દબાણનો તફાવત ન હોય,તો કોઈ સક્શન હોતું નથી અને ફેફસાં સંકોચાઈ જાય છે.

(C) સાચો જવાબ $C$ છે.
શ્વાસોચ્છવાસ એ મુખ્યત્વે અનૈચ્છિક પ્રક્રિયા છે જે લંબમજજામાં આવેલા શ્વસન લય કેન્દ્ર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે. જો કે,આપણે મર્યાદિત હદ સુધી આપણા શ્વાસ પર સભાન નિયંત્રણ રાખી શકીએ છીએ.
પાંસળીઓને સ્થિર રાખીને ઉરોદરપટલનો ઉપયોગ કરીને શ્વાસ લેવો શક્ય છે.
વિકલ્પ $A$ ખોટો છે કારણ કે આપણે ફેફસાંમાંથી તમામ ઓક્સિજન દૂર કરી શકતા નથી.
વિકલ્પ $B$ ખોટો છે કારણ કે યુસ્ટેશિયન નળી મધ્ય કાનને કંઠનળી સાથે જોડે છે અને તે શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયામાં સામેલ નથી.
વિકલ્પ $D$ ખોટો છે કારણ કે જોરપૂર્વક ઉચ્છવાસ કર્યા પછી પણ ફેફસાંમાં થોડી હવા બાકી રહે છે,જેને અવશેષી કદ $(RV)$ કહેવામાં આવે છે.

(C) શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયા બે તબક્કામાં થાય છે: શ્વાસ અને ઉચ્છવાસ.
$1$. શ્વાસ (Inspiration) ત્યારે થાય છે જ્યારે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઓછું હોય છે.
$2$. આ દાબ ઢોળાંશ ફુપ્ફુસીય કદ (ઉરસીય ગુહાના કદ) માં વધારો થવાથી સર્જાય છે,જે મુખ્યત્વે ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના સંકોચન દ્વારા પ્રાપ્ત થાય છે.
$3$. ફેફસાંની અંદરનું દબાણ બહારના વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઓછું હોવાથી,હવા ફેફસાંમાં અંદરની તરફ ધકેલાય છે.
$4$. તેથી,વર્ણવેલ પ્રક્રિયા શ્વાસ (Inspiration) છે.

(C) એક સ્વસ્થ પુખ્ત મનુષ્ય સરેરાશ પ્રતિ મિનિટ $12$ થી $16$ વાર શ્વાસ લે છે.
આ દરને શ્વસન દર (respiratory rate) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
તે મગજના લંબમજજા (medulla oblongata) માં આવેલા શ્વસન કેન્દ્ર દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.

(B) શ્વસોચ્છવાસ (Inspiration) એ એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા વાતાવરણીય હવા ફેફસાંમાં દાખલ થાય છે.
હવાને ફેફસાંમાં પ્રવેશવા માટે,ફેફસાંની અંદરનું દબાણ (આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ) વાતાવરણીય દબાણ કરતાં ઓછું હોવું જોઈએ,જે ઋણ દબાણ ઢાળ (negative pressure gradient) બનાવે છે.
વિકલ્પ $A$ સાચું છે કારણ કે શ્વસોચ્છવાસ માટે આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ ઓછું હોવું જરૂરી છે.
વિકલ્પ $C$ સાચું છે કારણ કે તે $A$ જેવી જ સ્થિતિ દર્શાવે છે.
વિકલ્પ $D$ સાચું છે કારણ કે ડાયાફ્રામનું સંકોચન ઉરોદરપટલના કદમાં વધારો કરે છે,જેનાથી આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ ઘટે છે.
વિકલ્પ $B$ ખોટું છે કારણ કે જો વાતાવરણની સાપેક્ષમાં ફેફસાંમાં ધન દબાણ હોય,તો હવા ફેફસાંની અંદર જવાને બદલે બહાર નીકળી જશે (ઉચ્છવાસ).

(D) બળપૂર્વક ઉચ્છવાસ કર્યા પછી પણ ફેફસાં સંપૂર્ણપણે સંકોચાઈ જતા નથી,તેનું મુખ્ય કારણ નકારાત્મક આંતર-ફુપ્સાવરણ દબાણ (negative intrapleural pressure) છે.
આ નકારાત્મક દબાણ ફુપ્ફુસાવરણનું સ્તર (pleural membranes) દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે,જે એક ખેંચાણ બળ તરીકે કાર્ય કરે છે અને ફેફસાંને છાતીની દીવાલની સામે વિસ્તૃત રાખે છે.
આ સતત નકારાત્મક દબાણને કારણે,ફેફસાં ખેંચાયેલી સ્થિતિમાં રહે છે,જે તેમને સંપૂર્ણપણે સંકોચાઈ જતા અટકાવે છે.
પરિણામે,હવાનું એક ચોક્કસ કદ,જેને $Residual Volume$ $(RV)$ કહેવામાં આવે છે,તે હંમેશા ફેફસામાં રહે છે અને તેને ક્યારેય બહાર કાઢી શકાતું નથી.

(D) $1$. શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા (Inspiration) એ એક સક્રિય પ્રક્રિયા છે જે સ્નાયુઓના સંકોચનને કારણે થાય છે.
$2$. શ્વાસ લેતી વખતે ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ એકસાથે સંકોચાય છે.
$3$. આ સંકોચન ઉરસીય ગુહાના કદમાં આગળ-પાછળ અને ઉપર-નીચેના અક્ષો પર વધારો કરે છે, જેના પરિણામે ફેફસાંની અંદરનું આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ ઘટે છે અને હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે.
$4$. વિધાનમાં જણાવેલ છે કે શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા સ્નાયુઓના શિથિલનને કારણે થાય છે, જે ખોટું છે.
$5$. કારણમાં જણાવેલ છે કે શ્વાસ લેતી વખતે ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ સંકોચાય છે, જે સાચું છે.
$6$. તેથી, વિધાન ખોટું છે પરંતુ કારણ સાચું છે.

(B) શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયામાં બે મુખ્ય તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે: શ્વાસ અને ઉચ્છવાસ.
$1$. શ્વાસ ત્યારે થાય છે જ્યારે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ (intrapulmonary pressure) વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઓછું હોય છે,જે ફેફસાંમાં વાતાવરણની સાપેક્ષમાં ઋણ દબાણ ઉત્પન્ન કરે છે,જેનાથી હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે.
$2$. ઉચ્છવાસ ત્યારે થાય છે જ્યારે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા વધારે હોય છે.
$3$. શ્વાસ દરમિયાન,ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ સંકોચાય છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ વધે છે.
$4$. ઉચ્છવાસ દરમિયાન,ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ ઘટે છે અને આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ વધે છે,જે હવાને બહાર ધકેલે છે.
તેથી,વિકલ્પ $B$ સાચું વિધાન છે.

(N/A) શ્વાસોચ્છવાસ અથવા અંતઃશ્વસન એ એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા વાતાવરણની હવા ફેફસાંમાં લેવામાં આવે છે.
તેની શરૂઆત ડાયાફ્રામના સંકોચન દ્વારા થાય છે,જે ઉરોદરપટલના કદને અગ્ર-પશ્ચ (anteroposterior) અક્ષમાં વધારે છે.
બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (external intercostal muscles) ના સંકોચનથી પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ (sternum) ઉપરની તરફ ખેંચાય છે,જેનાથી ઉરોદરપટલના કદમાં પૃષ્ઠ-વક્ષ (dorsoventral) અક્ષમાં વધારો થાય છે.
ઉરોદરપટલના કદમાં થયેલો આ એકંદર વધારો ફેફસાંના કદમાં પણ વધારો કરે છે.
ફેફસાંના કદમાં વધારો થવાથી ફેફસાંની અંદરનું દબાણ (intra-pulmonary pressure) વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઘટી જાય છે,જેના કારણે બહારની હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે,જેને શ્વાસોચ્છવાસ કહેવાય છે.

(N/A) શ્વાસોચ્છ્વાસ બે તબક્કામાં થાય છે:
$(1)$ શ્વાસ (Inspiration): આ પ્રક્રિયા દરમિયાન વાતાવરણની હવા ફેફસામાં અંદર લેવામાં આવે છે.
$(2)$ ઉચ્છવાસ (Expiration): આ પ્રક્રિયા દ્વારા વાયુકોષ્ઠોની હવા વાતાવરણમાં બહાર મુક્ત કરવામાં આવે છે.
ફેફસામાં હવા અંદર લેવાની અને બહાર કાઢવાની ક્રિયા ફેફસાં અને વાતાવરણ વચ્ચે દાબ ઢોળાંશ (pressure gradient) સર્જીને કરવામાં આવે છે.
- શ્વાસ ત્યારે જ થઈ શકે છે જો ફેફસાની અંદરનું દબાણ (આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ) વાતાવરણીય દબાણ કરતાં ઓછું હોય,એટલે કે વાતાવરણીય દબાણની સાપેક્ષમાં ફેફસામાં ઋણ દબાણ હોય.
- તેવી જ રીતે,ઉચ્છવાસ ત્યારે થાય છે જ્યારે આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતાં વધારે હોય.
ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને પાંસળીઓ વચ્ચે આવેલા વિશિષ્ટ સ્નાયુઓ - બાહ્ય અને આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (intercostals) - આવા દબાણના તફાવત સર્જવામાં મદદ કરે છે.
શ્વાસની શરૂઆત ઉરોદરપટલના સંકોચન દ્વારા થાય છે,જે ઉરસીય ગુહાનું કદ અગ્ર-પશ્વ (antero-posterior) ધરી પર વધારે છે.
બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ (sternum) ને ઉપર ઉઠાવે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ પૃષ્ઠ-વક્ષ (dorso-ventral) ધરી પર વધે છે.
ઉરસના કદમાં થતો એકંદરે વધારો ફુપ્ફુસીય કદમાં પણ સમાન વધારો કરે છે. ફુપ્ફુસીય કદમાં વધારો થવાથી આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતાં ઘટી જાય છે,જે બહારની હવાને ફેફસામાં અંદર આવવા માટે મજબૂર કરે છે,એટલે કે શ્વાસ.
ઉરોદરપટલ અને આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું શિથિલીકરણ ઉરોદરપટલ અને ઉરોસ્થિને તેમની સામાન્ય સ્થિતિમાં પાછા લાવે છે અને ઉરસના કદમાં ઘટાડો કરે છે,જેનાથી ફુપ્ફુસીય કદ પણ ઘટે છે. આના પરિણામે આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતાં થોડું વધી જાય છે,જેના કારણે ફેફસામાંથી હવા બહાર નીકળે છે,એટલે કે ઉચ્છવાસ.
આપણી પાસે પેટના વધારાના સ્નાયુઓની મદદથી શ્વાસ અને ઉચ્છવાસની ક્ષમતા વધારવાની ક્ષમતા છે.
સરેરાશ,એક સ્વસ્થ મનુષ્ય $12-16$ વખત/મિનિટ શ્વાસ લે છે.
શ્વાસોચ્છ્વાસની હિલચાલમાં સામેલ હવાનું કદ સ્પાયરોમીટર (spirometer) નો ઉપયોગ કરીને માપી શકાય છે,જે ફેફસાના કાર્યોના ક્લિનિકલ મૂલ્યાંકનમાં મદદ કરે છે.

(N/A) $(1)$ શ્વાસ: જે પ્રક્રિયા દરમિયાન વાતાવરણની હવા ફેફસાંમાં અંદર લેવામાં આવે છે,તેને શ્વાસ કહેવામાં આવે છે.
$(2)$ ઉચ્છવાસ: જે પ્રક્રિયા દ્વારા વાયુકોષ્ઠોની હવા વાતાવરણમાં બહાર મુક્ત કરવામાં આવે છે,તેને ઉચ્છવાસ કહેવામાં આવે છે.

(N/A) શ્વાસોચ્છવાસમાં બે તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે:
$(1)$ શ્વાસ (Inspiration): જે દરમિયાન વાતાવરણીય હવા અંદર લેવામાં આવે છે.
$(2)$ ઉચ્છવાસ (Expiration): જેના દ્વારા વાયુકોષ્ઠની હવા બહાર કાઢવામાં આવે છે.
ફેફસાંમાં હવા અંદર અને બહાર જવાની પ્રક્રિયા ફેફસાં અને વાતાવરણ વચ્ચે દાબ ઢોળાંશ (pressure gradient) સર્જીને કરવામાં આવે છે.
- શ્વાસ ત્યારે જ થઈ શકે છે જો ફેફસાંની અંદરનું દબાણ (આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ) વાતાવરણીય દબાણ કરતાં ઓછું હોય,એટલે કે વાતાવરણીય દબાણની સાપેક્ષમાં ફેફસાંમાં ઋણ દબાણ હોય.
- તેવી જ રીતે,જ્યારે આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતાં વધારે હોય ત્યારે ઉચ્છવાસ થાય છે.
ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને પાંસળીઓ વચ્ચે આવેલા વિશિષ્ટ સ્નાયુઓ - બાહ્ય અને આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (intercostals),આવા દાબ ઢોળાંશને ઉત્પન્ન કરવામાં મદદ કરે છે.
શ્વાસની શરૂઆત ઉરોદરપટલના સંકોચન દ્વારા થાય છે,જે ઉરસીય ગુહા (thoracic chamber) ના કદને અગ્ર-પશ્ચ ધરી (antero-posterior axis) પર વધારે છે.
બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ (sternum) ને ઉપર ઉઠાવે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ પૃષ્ઠ-વક્ષ ધરી (dorso-ventral axis) પર વધે છે.
ઉરસીય ગુહાના કદમાં એકંદરે વધારો થવાથી ફુપ્ફુસીય કદમાં પણ સમાન વધારો થાય છે.
ફુપ્ફુસીય કદમાં વધારો થવાથી આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતાં ઘટી જાય છે,જે બહારની હવાને ફેફસાંમાં અંદર આવવા માટે દબાણ કરે છે,એટલે કે શ્વાસ.
ઉરોદરપટલ અને આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું શિથિલન ઉરોદરપટલ અને ઉરોસ્થિને તેમની સામાન્ય સ્થિતિમાં પાછા લાવે છે અને ઉરસીય ગુહાનું કદ ઘટાડે છે,જેનાથી ફુપ્ફુસીય કદ પણ ઘટે છે. આનાથી આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતાં થોડું વધી જાય છે,જેના કારણે ફેફસાંમાંથી હવા બહાર નીકળે છે,એટલે કે ઉચ્છવાસ.
આપણે પેટના વધારાના સ્નાયુઓની મદદથી શ્વાસ અને ઉચ્છવાસની શક્તિ વધારવાની ક્ષમતા ધરાવીએ છીએ.
સરેરાશ,એક સ્વસ્થ મનુષ્ય $12-16$ વખત/મિનિટ શ્વાસ લે છે.
શ્વાસોચ્છવાસની હલનચલનમાં સામેલ હવાનું કદ સ્પાયરોમીટર (spirometer) નો ઉપયોગ કરીને અંદાજી શકાય છે,જે ફેફસાંના કાર્યોના ક્લિનિકલ મૂલ્યાંકનમાં મદદ કરે છે.