Mechanism of Breathing Questions in Gujarati

(B) $(1)$ શ્વાસોચ્છવાસમાં સામેલ વાયુઓના કદનું માપન $Spirometer$ નામના સાધન દ્વારા કરવામાં આવે છે.
$(2)$ શ્વાસ (Inspiration) ની પ્રક્રિયા ઉરોદરપટલના સંકોચન $(contraction)$ થી શરૂ થાય છે,જે ઉરસીય ગુહાના કદમાં વધારો કરે છે,જેના પરિણામે ફેફસાંમાં આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ ઘટે છે અને હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે.
તેથી,સાચો વિકલ્પ $Spirometer$ અને $Contraction$ છે.

(B) શ્વાસોચ્છવાસ (Inspiration) ત્યારે થઈ શકે છે જો ફેફસાંની અંદરનું દબાણ (intra-pulmonary pressure) વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઓછું હોય,એટલે કે વાતાવરણીય દબાણની સાપેક્ષમાં ફેફસાંમાં ઋણ દબાણ (negative pressure) સર્જાય છે.
તે જ રીતે,ઉચ્છવાસ (Expiration) ત્યારે થાય છે જ્યારે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ (intra-pulmonary pressure) વાતાવરણીય દબાણ કરતા વધારે હોય છે.

(N/A) ઉચ્છવાસ ત્યારે થાય છે જ્યારે ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે.
આ શિથિલનને કારણે ઉરોદરપટલ અને ઉરોસ્થિ (sternum) તેમની સામાન્ય સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે.
પરિણામે,ઉરસના કદમાં ઘટાડો થાય છે,જે ફુપ્ફુસીય કદમાં ઘટાડો પ્રેરે છે.
કદમાં આ ઘટાડાને કારણે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ (intra-pulmonary pressure) વાતાવરણીય દબાણ કરતા થોડું વધી જાય છે.
પરિણામે,હવા ફેફસાંમાંથી બહાર નીકળી જાય છે,આ પ્રક્રિયાને ઉચ્છવાસ કહેવામાં આવે છે.

(N/A) સામાન્ય શ્વસન દરમિયાન,ફેફસાં અને વાતાવરણ વચ્ચે દાબ ઢોળાંશ ઉત્પન્ન કરવામાં મુખ્યત્વે ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (external intercostal muscles) મદદ કરે છે.
$1$. ઉરોદરપટલ સંકોચાય છે અને સપાટ બને છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ અગ્ર-પશ્ચ ધરી પર વધે છે.
$2$. બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ સંકોચાય છે,જે પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિને ઉપર તરફ ખેંચે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ પૃષ્ઠ-વક્ષ ધરી પર વધે છે.
$3$. આ સંયુક્ત ક્રિયાઓ ઉરસીય ગુહાનું કુલ કદ વધારે છે,જેના પરિણામે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઘટી જાય છે,જેથી હવા ફેફસાંમાં દાખલ થાય છે.

(B) શ્વાસોચ્છવાસ એ પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા વાતાવરણની હવા અંદર લેવામાં આવે છે.
$(1)$ શ્વાસોચ્છવાસ દરમિયાન,ઉરોદરપટલનું સંકોચન થાય છે,જે ઉરોદરપટલના અગ્ર-પશ્ચ ધરીમાં ઉરસના કદમાં વધારો કરે છે.
$(2)$ બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન થાય છે,જે પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિને ઉપર ઉઠાવે છે,જે ઉરસના કદમાં પૃષ્ઠ-વક્ષ ધરીમાં વધારો કરે છે.
$(3)$ ઉરસના કદમાં વધારો થવાથી ફુપ્ફુસીય કદમાં વધારો થાય છે.
$(4)$ બોઈલના નિયમ મુજબ,ફુપ્ફુસીય કદમાં વધારો થવાથી આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઘટે છે,જેના કારણે બહારની હવા ફેફસાંમાં ધકેલાય છે.
તેથી,ઘટના $(a)$ અને $(b)$ સાચી છે.

(A) અંતઃશ્વસન (શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા) એક સક્રિય પ્રક્રિયા છે જેમાં નીચે મુજબના તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. ઉરોદરપટલનું સંકોચન થાય છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ અગ્ર-પશ્વ અક્ષમાં વધે છે.
$2$. બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન થાય છે,જે પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિને ઉપર તરફ ખેંચે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ પૃષ્ઠ-વક્ષ અક્ષમાં વધે છે.
$3$. આ ક્રિયાઓ ફુપ્ફુસીય કદમાં વધારો કરે છે.
$4$. બોઈલના નિયમ મુજબ,કદમાં વધારો થવાથી આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઘટે છે,જેથી હવા ફેફસાંમાં અંદર આવે છે.
તેથી,વિધાન $(a)$ અને $(b)$ સાચા છે,જ્યારે $(c)$ અને $(d)$ ઉચ્છવાસની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.

(C) ઉતુંગતા બીમારી ત્યારે થાય છે જ્યારે કોઈ વ્યક્તિ વધુ ઉંચાઈ વાળા વિસ્તારમાં (જેમ કે મનાલી પાસેનો રોહતાંગ પાસ અથવા તિબેટમાં માનસરોવર) જાય છે.
વધુ ઉંચાઈ પર વાતાવરણીય દબાણ ઓછું હોય છે,જેના પરિણામે ઓક્સિજનનું આંશિક દબાણ $(pO_2)$ ઘટે છે.
ઓક્સિજનની આ ઓછી પ્રાપ્યતાને કારણે,શરીરને પૂરતો ઓક્સિજન મળતો નથી,જેનાથી ઉબકા આવવા,થાક લાગવો અને હૃદયના ધબકારા વધવા જેવા લક્ષણો જોવા મળે છે.
તેથી,તેનું સાચું કારણ ઉંચાઈ વાળા વિસ્તારમાં વાતાવરણીય દબાણ ઘટવું તે છે.

(C) શ્વાસોચ્છવાસમાં ફેફસાંને વાતાવરણીય હવા દ્વારા ભરવાની અને પછી ખાલી કરવાની પ્રક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે. અંદર હવા લેવાની પ્રક્રિયાને શ્વાસ (inspiration) કહેવાય છે,જ્યારે હવા બહાર કાઢવાની પ્રક્રિયાને ઉચ્છવાસ (expiration) કહેવાય છે.
શ્વાસ દરમિયાન,ડાયાફ્રામના સ્નાયુઓ સંકોચાય છે,જેના કારણે ડાયાફ્રામ સપાટ બને છે. આ હલનચલન ઉરોદરપટલની લંબાઈમાં વધારો કરે છે,જે ફેફસાંમાં હવાના પ્રવેશને સરળ બનાવે છે.

(B) શ્વાસોચ્છવાસની શરૂઆત ઉરોદરપટલના સંકોચન દ્વારા થાય છે,જે ઉરસીય ગુહાના કદમાં અગ્ર-પશ્વ ધરી પર વધારો કરે છે.
બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિને ઉપર તરફ ખેંચે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાના કદમાં પૃષ્ઠ-વક્ષ ધરી પર વધારો થાય છે.
ઉરસીય ગુહાના કદમાં થતો આ એકંદર વધારો ફુપ્ફુસીય કદમાં પણ સમાન વધારો કરે છે,જેના પરિણામે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ ઘટે છે અને હવા ફેફસાંમાં દાખલ થાય છે.

(C) ઉચ્છવાસ એ એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા $CO_{2}$ ને ફેફસાંમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા દરમિયાન, ઉરોદરપટલના સ્નાયુ તંતુઓ શિથિલ થાય છે, જેના કારણે તે તેના મૂળ ગુંબજ આકારમાં પાછો ફરે છે.
આ શિથિલતા ઉરસીય ગુહા (thoracic cavity) ના કદમાં ઘટાડો કરે છે, જે ફેફસાંની અંદરનું દબાણ વધારે છે અને હવાને બહાર ધકેલે છે.

(C) સસ્તનોમાં ફેફસાંની વેન્ટિલેશન હલનચલન (શ્વાસોચ્છવાસ) મુખ્યત્વે ઉરોદરપટલ અને આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે.
$1$. ઉરોદરપટલ એ ગુંબજ આકારનું સ્નાયુબદ્ધ પડ છે જે ઉરસીય ગુહાને ઉદરગુહાથી અલગ કરે છે. તેનું સંકોચન ઉરસીય ગુહાના કદમાં અગ્ર-પશ્વ ધરી પર વધારો કરે છે.
$2$. આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (બાહ્ય અને આંતરિક) પાંસળીઓની વચ્ચે આવેલા હોય છે. બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિને ઉપર તરફ ખેંચે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાના કદમાં પૃષ્ઠ-વક્ષ ધરી પર વધારો થાય છે.
$3$. આ બંને હલનચલન સાથે મળીને દાબ ઢોળાંશ સર્જે છે,જે હવાને ફેફસાંમાં અંદર આવવા અને બહાર જવા માટે સક્ષમ બનાવે છે.

(C) મનુષ્યો ઉદર (પેટ) ના વધારાના સ્નાયુઓની મદદથી શ્વાસ લેવાની અને શ્વાસ બહાર કાઢવાની ક્ષમતા વધારી શકે છે.
બળપૂર્વકના શ્વસન દરમિયાન,ઉદરના સ્નાયુઓ સંકોચાઈને ઉરોદરપટલને ઉપરની તરફ ધકેલે છે,જે શ્વાસ બહાર કાઢવાની ક્ષમતા વધારવામાં મદદ કરે છે.
તે જ રીતે,આ સ્નાયુઓનું શિથિલન અને સહાયક સ્નાયુઓનો ઉપયોગ ઊંડા શ્વાસ લેવા માટે પરવાનગી આપે છે.

(C) શ્વાસોચ્છવાસ,જેને સામાન્ય રીતે શ્વસન વાતવિનિમય તરીકે ઓળખવામાં આવે છે,તેમાં બે મુખ્ય તબક્કાઓનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. $A-$ શ્વાસ (Inspiration): આ એક એવી પ્રક્રિયા છે જે દરમિયાન વાતાવરણીય હવા ફેફસાંમાં અંદર લેવામાં આવે છે.
$2$. $B-$ ઉચ્છવાસ (Expiration): આ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા વાયુકોષ્ઠની હવા ($CO_2$ થી સમૃદ્ધ હવા) વાતાવરણમાં બહાર મુક્ત થાય છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-$ શ્વાસ અને $B-$ ઉચ્છવાસ છે.

(B) હિચકી ઉરોદરપટલ (Diaphragm) ના આંચકાજનક સંકોચનને કારણે આવે છે. આ સામાન્ય રીતે ફ્રેનિક ચેતા (Phrenic nerve) માં થતી બળતરાને કારણે થાય છે,જે ઉરોદરપટલના હલનચલનનું નિયંત્રણ કરે છે.

(B) $1$. શ્વાસોચ્છવાસમાં શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા (inhalation)નો સમાવેશ થાય છે,જે એક સક્રિય પ્રક્રિયા છે અને તેમાં ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન જરૂરી છે. સામાન્ય પરિસ્થિતિમાં ઉચ્છવાસ (exhalation) નિષ્ક્રિય પ્રક્રિયા હોવા છતાં,શ્વાસોચ્છવાસની સમગ્ર પ્રક્રિયાને સક્રિય ગણવામાં આવે છે કારણ કે તેમાં શ્વાસ લેવા માટે ઉર્જાનો વપરાશ થાય છે.
$2$. ઉરોદરપટલના સ્નાયુઓનું સંકોચન ઉરોદરપટલને નીચેની તરફ ખેંચે છે,જે ઉરસીય ગુહા (thoracic cavity) ના અગ્ર-પશ્ચ કદમાં વધારો કરે છે. આ કદમાં વધારો થવાથી વાતાવરણીય દબાણની સાપેક્ષમાં આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ ઘટે છે,જેનાથી ફેફસાંમાં હવાના પ્રવાહ માટે જરૂરી દાબ ઢોળાંશ (pressure gradient) ઉત્પન્ન થાય છે.

(A) ઉચ્છવાસની પ્રક્રિયા નીચે મુજબના ક્રમમાં થાય છે:
$1.$ ઉરોદરપટલ અને આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું શિથિલન થવાથી ઉરોદરપટલ અને ઉરોસ્થિ તેમની સામાન્ય સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે $(I)$.
$2.$ આ હલનચલન ઉરસના કદમાં ઘટાડો કરે છે અને પરિણામે ફુપ્ફુસીય કદમાં ઘટાડો થાય છે $(II)$.
$3.$ ફુપ્ફુસીય કદમાં ઘટાડો થવાને કારણે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા થોડું વધી જાય છે $(IV)$.
$4.$ આ દાબ ઢોળાંશને કારણે હવા ફેફસાંમાંથી બહાર નીકળે છે,જેને ઉચ્છવાસ કહેવામાં આવે છે $(III)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $I \rightarrow II \rightarrow IV \rightarrow III$ છે.

(B) હિચકી એ ઉરોદરપટલનું આંચકીભર્યું સંકોચન છે,ત્યારબાદ શ્વાસદ્વારનું આંચકીભર્યું બંધ થવું છે,જેના પરિણામે શ્વાસ લેતી વખતે તીક્ષ્ણ અવાજ આવે છે.
આ ઘટના સામાન્ય રીતે પાચન માર્ગ અથવા ઉરોદરપટલમાં રહેલા સંવેદનાત્મક ચેતાના છેડાઓમાં બળતરા થવાને કારણે થાય છે.

(C) ફેફસાંમાં હવા અંદર લેવાની અને બહાર કાઢવાની પ્રક્રિયા ફેફસાં અને વાતાવરણ વચ્ચે દાબ ઢોળાંશ (Pressure gradient) સર્જીને કરવામાં આવે છે.
શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા (Inspiration) ત્યારે થાય છે જ્યારે ફેફસાંની અંદરનું દબાણ (આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ) વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઓછું હોય.
આ સ્થિતિનો અર્થ એ છે કે વાતાવરણીય દબાણની સાપેક્ષમાં ફેફસાંમાં ઋણ દબાણ (Negative pressure) સર્જાય છે.
તેથી,વિધાન $I$ અને $II$ બંને શ્વાસ લેવા માટે જરૂરી સમાન ભૌતિક સ્થિતિનું વર્ણન કરે છે.
આમ,બંને પરિસ્થિતિઓમાં શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા થાય છે.

(D) $NCERT$ પાઠ્યપુસ્તકમાં વર્ણવેલ શ્વાસોચ્છ્વાસની ક્રિયાવિધિ મુજબ:
$1$. જ્યારે ફુપ્ફુસીય કદમાં $A-$ વધારો થાય છે ત્યારે શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા (શ્વાસોચ્છવાસ) થાય છે.
$2$. કદમાં આ વધારો આંતર-ફુપ્ફુસીય દબાણમાં $B-$ ઘટાડો લાવે છે,જે વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઓછું હોય છે.
$3$. કારણ કે ફેફસાંની અંદરનું દબાણ $C-$ બહારના દબાણ કરતા ઓછું હોય છે,તેથી હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશવા માટે દબાણ અનુભવે છે.
$4$. આ પ્રક્રિયાને $D-$ શ્વાસોચ્છવાસ (Inspiration) કહેવામાં આવે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $A-$ વધારો,$B-$ ઘટાડો,$C-$ બહાર,$D-$ શ્વાસોચ્છવાસ છે.

(C) ઉરોદર ગુહા એ શરીરરચનાની દ્રષ્ટિએ એક હવાચુસ્ત ખંડ છે. આ આવશ્યક છે કારણ કે ઉરોદર ગુહાના કદમાં થતો કોઈપણ ફેરફાર ફેફસાં (પલ્મોનરી) ગુહામાં પ્રતિબિંબિત થશે. આવી ગોઠવણ શ્વસન માટે નિર્ણાયક છે,કારણ કે આપણે ફેફસાંના કદમાં સીધો ફેરફાર કરી શકતા નથી. બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન પાંસળીઓને ઉપર ઉઠાવે છે. $RBCs$ ઓક્સિજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ બંનેનું વહન કરે છે. એક સ્વસ્થ મનુષ્ય પ્રતિ શ્વાસ $500 \; mL$ હવા (ટાઇડલ વોલ્યુમ) શ્વાસમાં લે છે,પ્રતિ મિનિટ નહીં.

(A) ઉચ્છવાસ (Expiration) એ એવી પ્રક્રિયા છે જેના દ્વારા ફેફસાંમાંથી હવા બહાર કાઢવામાં આવે છે.
ઉચ્છવાસ દરમિયાન:
$(i)$ ઉરોદરપટલ (Diaphragm) શિથિલ થાય છે અને ઉપરની તરફ ગુંબજ આકારની સ્થિતિમાં પાછું ફરે છે.
$(ii)$ બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે,જેના કારણે પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ (Sternum) નીચે અને અંદરની તરફ જાય છે,જે ઉરસીય ગુહા (Thoracic cavity) નું કદ ઘટાડે છે.
$(iii)$ આનાથી ફેફસાંની અંદરનું દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા વધી જાય છે,જે હવાને ફેફસાંમાંથી બહાર ધકેલે છે.
આપેલ આકૃતિઓ જોતા,આકૃતિ $A$ માં ઉરોદરપટલ ઉપરની તરફ જતું અને પાંસળીઓ અંદરની/નીચેની તરફ જતી દર્શાવેલ છે,જે ઉચ્છવાસની પ્રક્રિયાને યોગ્ય રીતે દર્શાવે છે.

(C) શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયામાં નીચે મુજબના ઘટનાક્રમનો સમાવેશ થાય છે:
$1$. આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન $(III)$ પાંસળીઓને ઉપર અને બહારની તરફ ધકેલે છે $(II)$,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ ડોર્સોવેન્ટ્રલ અક્ષમાં વધે છે $(I)$.
$2$. તે જ સમયે,ઉરોદરપટલનું સંકોચન $(V)$ ઉરસીય ગુહાના કદને એન્ટેરો-પોસ્ટીરીયર અક્ષમાં વધારે છે $(VI)$.
$3$. થોરાસિક કદમાં આ વધારાને કારણે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ ઘટે છે,જેના પરિણામે હવા ફેફસાંની અંદર પ્રવેશે છે $(IV)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $III \rightarrow II \rightarrow I \rightarrow V \rightarrow VI \rightarrow IV$ છે.

(B) શ્વાસોચ્છવાસ એ હવા અંદર લેવાની પ્રક્રિયા છે.
તે ત્યારે થાય છે જ્યારે ફેફસાંની અંદરનું દબાણ (intra-pulmonary pressure) વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઓછું હોય છે.
આ દબાણના તફાવતને કારણે બહારની હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે.

(D) હૃદયના સ્નાયુઓ (Cardiac muscles),જે હૃદયના સ્નાયુઓ છે,તે શ્વાસ લેવાની અને શ્વાસ બહાર કાઢવાની પ્રક્રિયામાં કોઈ ભૂમિકા ભજવતા નથી.
ઉદરીય સ્નાયુઓ (Abdominal muscles) અને આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (Internal intercostal muscles) એ સહાયક સ્નાયુઓ છે જે બળપૂર્વકના શ્વસનમાં મદદ કરે છે.
બળપૂર્વક શ્વાસ બહાર કાઢતી વખતે,ઉદરીય સ્નાયુઓ અને આંતરિક આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન શ્વાસ બહાર કાઢવાની ક્ષમતામાં વધારો કરે છે,જેનાથી બહાર નીકળતી હવાનું કદ વધે છે.

(D) એક સામાન્ય સ્વસ્થ પુખ્ત મનુષ્યનો આરામની સ્થિતિમાં શ્વસન દર આશરે $12-16$ વખત પ્રતિ મિનિટ હોય છે. શારીરિક કસરત અથવા તણાવ દરમિયાન આ દર નોંધપાત્ર રીતે વધી શકે છે.

(A) શ્વાસોચ્છવાસ દરમિયાન,ઉરોદરપટલ (diaphragm) ના સ્નાયુઓનું સંકોચન તેને સપાટ અને નીચેની તરફ લાવે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ અગ્ર-પશ્ચ (antero-posterior) ધરી પર વધે છે.
તે જ સમયે,બાહ્ય આંતર પાંસળી સ્નાયુઓ (external intercostal) સ્નાયુઓનું સંકોચન પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ (sternum) ને ઉપર અને બહારની તરફ ધકેલે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ પૃષ્ઠ-વક્ષ (dorso-ventral) ધરી પર વધે છે.

(A) શ્વાસોચ્છવાસ દરમિયાન,ઉરોદરપટલ (diaphragm) ના સ્નાયુઓનું સંકોચન તેને સપાટ અને નીચેની તરફ લાવે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ અગ્ર-પશ્વ (antero-posterior) અક્ષમાં વધે છે.
બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (external intercostal muscles) નું સંકોચન પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ (sternum) ને ઉપર અને બહારની તરફ ધકેલે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાનું કદ પૃષ્ઠ-વક્ષ (dorso-ventral) અક્ષમાં એટલે કે પાછળ-આગળની દિશામાં વધે છે.

(A) ઉચ્છવાસ એ ફેફસાંમાંથી હવાને બહાર કાઢવાની પ્રક્રિયા છે જ્યારે ફેફસાંની અંદરનું દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા વધારે હોય છે.
સામાન્ય શાંત શ્વસન દરમિયાન,ઉચ્છવાસ ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના શિથિલનને કારણે થાય છે.
આ શિથિલનને કારણે ઉરોદરપટલ અને ઉરોસ્થિ (sternum) તેમની સામાન્ય સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે,જેનાથી ઉરસના કદમાં ઘટાડો થાય છે અને પરિણામે ફુપ્ફુસીય કદ ઘટે છે,જે આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ વધારે છે અને હવા બહાર નીકળી જાય છે.

(B) શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયામાં થોરાસિક ચેમ્બરના કદમાં ફેરફારનો સમાવેશ થાય છે.
થોરાસિક ચેમ્બરના કદમાં વધારો થવાથી પલ્મોનરી કેવિટી (ફેફસાં) ના કદમાં પણ સમાન વધારો થાય છે.
કદમાં આ વધારો વાતાવરણીય દબાણની તુલનામાં ફેફસાંની અંદરના દબાણમાં ઘટાડો કરે છે.
પરિણામે,દબાણને સમાન કરવા માટે હવા વાતાવરણમાંથી ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે.

(B) જ્યારે ફુપ્ફુસીય ગુહામાં દબાણ (આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ) વાતાવરણીય દબાણ કરતા વધારે હોય છે,ત્યારે હવા ફેફસાંમાંથી બહારના વાતાવરણમાં જાય છે.
આ પ્રક્રિયાને ઉચ્છવાસ અથવા હવાનું બહાર નીકળવું કહેવામાં આવે છે.
હવા કુદરતી રીતે વધુ દબાણવાળા વિસ્તારમાંથી ઓછા દબાણવાળા વિસ્તાર તરફ ગતિ કરે છે.

(A) શાંત શ્વાસોચ્છવાસ દરમિયાન,શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા (inspiration) એક સક્રિય પ્રક્રિયા છે જેમાં ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના સંકોચનની જરૂર પડે છે.
તેનાથી વિપરીત,સામાન્ય ઉચ્છવાસ (expiration) એક નિષ્ક્રિય પ્રક્રિયા છે.
તે ત્યારે થાય છે જ્યારે ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે,જેનાથી ફેફસાં અને છાતીની દીવાલ તેમના સ્થિતિસ્થાપક પ્રત્યાઘાતને કારણે તેમની મૂળ સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે.
તેથી,વિધાન અને કારણ બંને સાચા છે,અને કારણ એ સમજાવે છે કે ઉચ્છવાસ શા માટે નિષ્ક્રિય પ્રક્રિયા છે.

(C) માનવ ફેફસાં ઉરસીય ગુહામાં આવેલા હોય છે,જે શરીરરચનાની દ્રષ્ટિએ એક હવાચુસ્ત ખંડ છે.
ફેફસાં આ હવાચુસ્ત જગ્યામાં આવેલા હોવાથી,આપણે ફુપ્ફુસીય કદમાં સીધો ફેરફાર કરી શકતા નથી.
તેના બદલે,ઉરસીય ગુહાના કદમાં થતો કોઈપણ ફેરફાર ફેફસાંના કદમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે.
તેથી,'આપણે ફેફસાંના કદમાં સીધો ફેરફાર કરી શકીએ છીએ' તે વિધાન અસંગત છે.

(D) એક સ્વસ્થ પુખ્ત માનવ આરામની સ્થિતિમાં પ્રતિ મિનિટ આશરે $12$ થી $18$ વખત શ્વાસોચ્છવાસ કરે છે. આ દરને શ્વસન દર (respiratory rate) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.

(D) બળપૂર્વકનો શ્વાસોચ્છવાસ કે ઉચ્છવાસ એ એક સક્રિય પ્રક્રિયા છે જેમાં સામાન્ય શ્વાસોચ્છવાસ કરતા વધારાના સ્નાયુઓનું સંકોચન જરૂરી છે.
$1$. સામાન્ય શ્વાસોચ્છવાસમાં મુખ્યત્વે $Diaphragm$ (ઉરોદરપટલ) અને $External Intercostal$ સ્નાયુઓ ભાગ લે છે.
$2$. બળપૂર્વકના ઉચ્છવાસ દરમિયાન,$Abdominal$ (ઉદરના) સ્નાયુઓ સંકોચાઈને ઉરોદરપટલને ઉપરની તરફ ધકેલે છે અને $Internal Intercostal$ સ્નાયુઓ પાંસળીઓને નીચેની તરફ ખેંચે છે.
$3$. બળપૂર્વકના શ્વાસ દરમિયાન,ગરદનના સહાયક સ્નાયુઓ (જેમ કે $Sternocleidomastoid$ અને $Scalene$ સ્નાયુઓ) પાંસળીઓને વધુ ઉપર ઉઠાવવામાં મદદ કરે છે.
તેથી,બળપૂર્વકના શ્વાસોચ્છવાસમાં ઉપર જણાવેલ તમામ સ્નાયુઓ સંકળાયેલા હોય છે.

(A) પગલું $1$: આપેલ આકૃતિ શ્વાસોચ્છવાસની પ્રક્રિયા દર્શાવે છે.
પગલું $2$: શ્વાસોચ્છવાસ દરમિયાન, ઉરોદરપટલનું સંકોચન થાય છે, જેના કારણે તે સપાટ બને છે અને ઉરસીય ગુહાના કદમાં અગ્ર-પશ્ચ ધરી (antero-posterior axis) પર વધારો થાય છે.
પગલું $3$: તે જ સમયે, બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓનું સંકોચન થાય છે, જેના કારણે પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ બહારની અને ઉપરની તરફ ગતિ કરે છે, જે ઉરસીય ગુહાના કદમાં પૃષ્ઠ-વક્ષ ધરી (dorso-ventral axis) પર વધારો કરે છે.
પગલું $4$: શ્વાસોચ્છવાસ દરમિયાન ઉરોદરપટલનું સંકોચન થતું હોવાથી, 'ઉરોદરપટલનું શિથિલન' વિધાન ખોટું છે.

(D) પગલું $1$: ઉચ્છવાસ દરમિયાન, ઉરોદરપટલ (diaphragm) અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે.
પગલું $2$: આ શિથિલનને કારણે ઉરોદરપટલ તેની ગુંબજ આકારની સ્થિતિમાં પાછો આવે છે, જે ઉરસીય ગુહાના કદમાં ઘટાડો કરે છે.
પગલું $3$: ઉરસીય ગુહાના કદમાં ઘટાડો થવાથી આંતર ફુપ્ફુસીય દબાણ વધે છે, જેનાથી હવા ફેફસાંમાંથી બહાર નીકળી જાય છે.
પગલું $4$: આપેલા તમામ વિધાનો ઉચ્છવાસ દરમિયાન થતી ઘટનાઓનું વર્ણન કરતા હોવાથી, સાચો વિકલ્પ $D$ છે.

(D) શ્વાસ લેવાની પ્રક્રિયા (inspiration) નીચે મુજબના દેહધાર્મિક ક્રમમાં થાય છે:
$1$. $III$ - સૌ પ્રથમ ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ (શ્વસન સ્નાયુઓ) નું સંકોચન થાય છે.
$2$. $IV$ - આ સંકોચનને કારણે ઉરસના કદમાં વધારો થાય છે.
$3$. $I$ - ઉરસના કદમાં વધારો થવાથી ફેફસાંના કદમાં પણ વધારો થાય છે.
$4$. $II$ - બોઈલના નિયમ મુજબ,કદમાં વધારો થવાથી આંતરફુપ્ફુસીય દબાણ વાતાવરણીય દબાણ કરતા ઘટે છે.
$5$. $V$ - પરિણામે,દબાણ સંતુલિત કરવા માટે બહારની હવા ફેફસાંમાં અંદર આવે છે.
તેથી,સાચો ક્રમ $III \rightarrow IV \rightarrow I \rightarrow II \rightarrow V$ છે.

(B) $1$. શ્વસન (Inspiration) ની શરૂઆત ઉરોદરપટલના સંકોચન દ્વારા થાય છે,જે ઉરસીય ગુહાના કદમાં અગ્ર-પશ્વ (anteroposterior) ધરી પર વધારો કરે છે.
$2$. બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ $(EICM)$ નું સંકોચન પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિને ઉપર તરફ ખેંચે છે,જેનાથી ઉરસીય ગુહાના કદમાં પૃષ્ઠ-વક્ષ (dorsoventral) ધરી પર વધારો થાય છે.
$3$. ઉરોદરપટલ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ $(EICM)$ એ શ્વસન માટેના મુખ્ય સ્નાયુઓ છે.
$4$. સામાન્ય ઉચ્છવાસ (Expiration) એ નિષ્ક્રિય પ્રક્રિયા છે કારણ કે તે ઉરોદરપટલ અને આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના શિથિલનને કારણે થાય છે,જે ઉરસીય ગુહાને તેની મૂળ સ્થિતિમાં પાછું લાવે છે.

(C) આકૃતિમાં ડાયાફ્રામ ઉપરની તરફ (ગુંબજ આકારમાં) જતો અને પાંસળીઓ અંદરની અને નીચેની તરફ જતી જોવા મળે છે. આ ઉરોદરપટલના કદમાં ઘટાડો સૂચવે છે,જેના કારણે ઉરોદરપટલનું દબાણ વધે છે અને ફેફસાંમાંથી હવા બહાર નીકળે છે. આ પ્રક્રિયાને ઉચ્છવાસ (Expiration) કહેવામાં આવે છે. ઉચ્છવાસ ત્યારે થાય છે જ્યારે ડાયાફ્રામ અને બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓ શિથિલ થાય છે,જેનાથી ડાયાફ્રામ અને ઉરોસ્થિ તેમની સામાન્ય સ્થિતિમાં પાછા ફરે છે.

(C) શ્વાસોચ્છવાસ (inspiration) ની પ્રક્રિયા નીચે મુજબના ક્રમમાં થાય છે:
$1$. ઉરોદરપટલના સંકોચનને કારણે તે સપાટ બને છે અને નીચેની તરફ જાય છે $(IV)$.
$2$. તે જ સમયે,બાહ્ય આંતરપાંસળી સ્નાયુઓના સંકોચનને કારણે પાંસળીઓ અને ઉરોસ્થિ ઉપર અને બહારની તરફ ખસે છે $(III)$.
$3$. આ બંને ક્રિયાઓ સંયુક્ત રીતે ઉરોદરપટલના કદમાં વધારો કરે છે $(II)$.
$4$. ઉરોદરપટલના કદમાં વધારો થવાથી વાતાવરણીય દબાણની તુલનામાં ફેફસાંની અંદરનું દબાણ ઘટે છે,જેના કારણે વાતાવરણમાંથી હવા ફેફસામાં પ્રવેશે છે $(I)$.
તેથી,સાચો ક્રમ $IV \rightarrow III \rightarrow II \rightarrow I$ છે.