रक्त किस रास्ते घूमता है: दो चक्र, तीन नलिकाएँ और हृदय का मिनट-भर का हिसाब

सिमुलेशन का उपयोग कैसे करें

1. चलाकर लाल और नीले कणों का पथ देखिए: दायाँ निलय से फुफ्फुस, फुफ्फुस से बायाँ आलिंद और बायाँ निलय, फिर पूरा शरीर और वापस दायाँ आलिंद। फुफ्फुस की केशिकाओं में नीले कण लाल होते हैं और शरीर की केशिकाओं में लाल कण नीले।
2. “कौन-सा परिसंचरण दिखाएँ” में फुफ्फुसीय या दैहिक चुनिए। दूसरा चक्र धुँधला हो जाएगा, जिससे एक चक्र को अलग से देखना आसान होगा।
3. हृदय गति बढ़ाइए। कण तेज़ चलते हैं और हृदय निर्गम बढ़ता है। स्ट्रोक आयतन बढ़ाने पर हर धड़कन में अधिक रक्त जाता है, इसलिए कणों की संख्या बढ़ती है।
4. “आराम में”, “व्यायाम में” और “प्रशिक्षित खिलाड़ी” बारी-बारी चुनकर तीनों के हृदय निर्गम की तुलना कीजिए। खिलाड़ी की गति कम है, फिर भी निर्गम लगभग बराबर है।
5. धमनी, शिरा और केशिका वाला विकल्प चालू रखिए: धमनी की दीवार मोटी, शिरा में वाल्व के चिह्न, और केशिका में कण सबसे धीमे चलते हैं।

रक्त आख़िर जाता कहाँ है?

एक सीधा-सा सवाल लेते हैं। क्या रक्त बनता है, खर्च होता है और फिर नया बनता है, या वही रक्त बार-बार घूमता है? हज़ार साल से भी ज़्यादा तक चिकित्सक मानते रहे कि यकृत रक्त बनाता रहता है और ऊतक उसे सोख लेते हैं, यानी रक्त ज्वार-भाटे की तरह आता-जाता है।

सन् 1628 में अंग्रेज़ चिकित्सक विलियम हार्वे ने एक चतुर तर्क दिया। हृदय एक धड़कन में जितना रक्त फेंकता है, उसे एक घंटे की धड़कनों से गुणा कीजिए, तो शरीर के कुल रक्त से कहीं ज़्यादा निकलता है। हमारे एनिमेशन के मानों पर हृदय एक घंटे में लगभग 302.4 लीटर पंप करता है, जबकि शरीर में रक्त केवल 5 लीटर के आसपास है। यानी वही रक्त हर घंटे लगभग 60 बार हृदय से गुज़रता है।

इतना नया रक्त हर घंटे बन ही नहीं सकता, इसलिए रक्त को घूमना ही पड़ता है। हार्वे का निष्कर्ष था कि रक्त एक बंद पथ में चक्कर लगाता है और हृदय उसका पंप है। उनके पास सूक्ष्मदर्शी नहीं था, इसलिए धमनी और शिरा को जोड़ने वाली बारीक नलिकाएँ, यानी केशिकाएँ, वे नहीं देख पाए। उन्हें कुछ दशक बाद मार्सेलो माल्पीघी ने खोजा।

इस पन्ने का एनिमेशन आपको हार्वे का वही पथ अपनी आँखों के सामने चलता दिखाता है।

परिसंचरण क्या है, बिल्कुल शुरू से

शरीर की हर कोशिका को ऑक्सीजन और भोजन चाहिए, और हर कोशिका से अपशिष्ट हटाना भी ज़रूरी है। किसी बड़े शहर की कल्पना कीजिए: हर घर तक राशन पहुँचाना पड़ता है और कचरा बाहर ले जाना पड़ता है। शरीर की इस ढुलाई व्यवस्था को परिसंचरण तंत्र कहते हैं। इसके तीन भाग हैं: रक्त (जो ढोया जाता है), रक्त वाहिकाएँ (रास्ते) और हृदय (पंप)।

वाहिकाएँ तीन प्रकार की होती हैं। जो वाहिका हृदय से रक्त दूर ले जाती है, वह धमनी है। जो रक्त हृदय में वापस लाती है, वह शिरा है। इन दोनों के बीच अत्यंत बारीक नलिकाओं का जाल है, जिन्हें केशिकाएँ कहते हैं; कोशिकाओं से असली लेन-देन यहीं होता है।

एक नियम जो अंक बचाता है: वाहिका का नाम रक्त की दिशा से तय होता है, इस बात से नहीं कि उसमें कितनी ऑक्सीजन है। हृदय से निकले तो धमनी, हृदय में जाए तो शिरा। यह एक नियम पकड़ लें तो परीक्षा के कई जाल अपने-आप कट जाते हैं।

मनुष्य में हृदय एक ही है, पर रक्त एक पूरे चक्कर में उससे दो बार गुज़रता है: एक बार फेफड़ों के रास्ते और एक बार बाकी शरीर के रास्ते। इसी कारण इसे दोहरा परिसंचरण कहते हैं।

शब्दावली: परीक्षा से पहले दोहरा लीजिए

ये शब्द चित्र और पाठ में बार-बार आएँगे। एक बार नज़र डाल लेंगे तो आगे का भाग आसान लगेगा।

• परिसंचरण: हृदय के धक्के से रक्त का बंद वाहिकाओं में घूमना।
• दोहरा परिसंचरण: एक पूरे चक्कर में रक्त का हृदय से दो बार गुज़रना, एक बार फेफड़ों के लिए और एक बार शरीर के लिए।
• फुफ्फुसीय परिसंचरण: दायाँ निलय से फुफ्फुस होते हुए बायाँ आलिंद तक का चक्र।
• दैहिक परिसंचरण: बायाँ निलय से शरीर के ऊतकों होते हुए दायाँ आलिंद तक का चक्र।
• धमनी: हृदय से रक्त ले जाने वाली वाहिका; दीवार मोटी और लचीली।
• शिरा: हृदय में रक्त वापस लाने वाली वाहिका; दीवार पतली, भीतर वाल्व होते हैं।
• केशिका: सूक्ष्म वाहिका जिसकी दीवार एक कोशिका मोटी होती है; गैसों और पोषक पदार्थों का आदान-प्रदान यहीं होता है।
• महाधमनी: बायाँ निलय से निकलने वाली सबसे बड़ी धमनी।
• महाशिरा: शरीर से रक्त लाकर दायाँ आलिंद में डालने वाली बड़ी शिराएँ (ऊर्ध्व और निम्न)।
• स्ट्रोक आयतन: एक धड़कन में एक निलय से निकला रक्त का आयतन।
• हृदय निर्गम: एक मिनट में एक निलय से निकला रक्त, यानी गति × स्ट्रोक आयतन।

हृदय के चार कक्ष, संक्षेप में

हृदय में चार कक्ष हैं: ऊपर दो आलिंद (ग्रहण करने वाले कक्ष) और नीचे दो निलय (बाहर भेजने वाले कक्ष)। बीच की दीवार, यानी पट, दाएँ और बाएँ भाग को अलग रखती है। एनिमेशन में दाएँ कक्षों में नीला और बाएँ कक्षों में लाल रक्त है, क्योंकि यह पट दोनों प्रकार के रक्त को मिलने नहीं देता।

दायाँ आलिंद शरीर से लौटा ऑक्सीजन-रहित रक्त लेता है और दायाँ निलय उसे फेफड़ों में भेजता है। बायाँ आलिंद फेफड़ों से आया ऑक्सीजन-युक्त रक्त लेता है और बायाँ निलय उसे महाधमनी से पूरे शरीर में धकेलता है। बाएँ निलय की दीवार सबसे मोटी होती है, क्योंकि उसे रक्त को सबसे दूर तक पहुँचाना होता है।

वाल्व कैसे खुलते-बंद होते हैं और एक धड़कन के चरण क्या हैं, यह अलग “मानव हृदय” एनिमेशन में विस्तार से दिखाया गया है। इस पन्ने का ध्यान दूसरी जगह है: हृदय के बाहर रक्त का पूरा पथ, वाहिकाओं के प्रकार और प्रति मिनट कितना रक्त घूमता है।

दो चक्र, चरण-दर-चरण

परिसंचरण समझने का सबसे आसान तरीका है रक्त के एक कण के साथ सफ़र करना। एनिमेशन में ठीक यही कीजिए।

धमनी, शिरा और केशिका की तुलना

तीनों वाहिकाओं की बनावट उनके काम के हिसाब से ढली है। धमनी को हृदय का पूरा धक्का सहना पड़ता है, इसलिए वह मोटी और लचीली है। शिरा पर दाब कम है, इसलिए वह पतली है, पर रक्त पीछे न लौटे इसलिए भीतर वाल्व होते हैं। केशिका का काम आदान-प्रदान है, इसलिए उसकी दीवार जितनी पतली हो सकती है उतनी है।

एकल बनाम दोहरा परिसंचरण

सभी जंतुओं में परिसंचरण हमारे जैसा नहीं होता। मछली के हृदय में दो कक्ष होते हैं: एक आलिंद और एक निलय। निलय रक्त को क्लोम (गिल) में भेजता है, गिल से रक्त सीधा शरीर में जाता है, फिर हृदय में लौटता है। एक चक्कर में रक्त हृदय में केवल एक बार आता है, इसलिए यह एकल परिसंचरण है।

एकल परिसंचरण की कमज़ोरी यह है कि गिल की बारीक नलिकाओं से गुज़रते हुए रक्त का दाब बहुत गिर जाता है, इसलिए शरीर तक रक्त धीरे पहुँचता है। पक्षी और स्तनधारी गर्म रक्त वाले हैं और बहुत ऊर्जा खर्च करते हैं, उन्हें ऑक्सीजन जल्दी पहुँचानी होती है। इसलिए फेफड़ों के बाद रक्त फिर हृदय में आकर नया धक्का पाता है। यही दोहरे परिसंचरण का बड़ा लाभ है।

हृदय निर्गम: हृदय का मिनट-भर का हिसाब

स्ट्रोक आयतन वह रक्त है जो एक निलय एक धड़कन में बाहर फेंकता है। हृदय गति प्रति मिनट धड़कनों की संख्या है। दोनों का गुणनफल बताता है कि हर मिनट कितना रक्त निकला, इसे हृदय निर्गम कहते हैं।

एनिमेशन में खुद करके देखिए

पाँच छोटे प्रयोग, हर एक मिनट का। पहले अनुमान लगाइए, फिर स्लाइडर चलाइए।

• प्रयोग 1 (गति बढ़ाइए): स्ट्रोक आयतन 70 mL रखकर गति 60 से 150 तक ले जाइए। निर्गम कितने गुना हुआ? गति दोगुनी तो निर्गम भी दोगुना, क्योंकि सूत्र सीधा गुणनफल है।
• प्रयोग 2 (स्ट्रोक आयतन बढ़ाइए): गति 72 पर रखकर स्ट्रोक आयतन 70 से 110 mL कीजिए। कणों की संख्या बढ़ती है, गति नहीं बदलती। निर्गम बढ़ता है, पर हर कण की चाल पहले जैसी रहती है।
• प्रयोग 3 (तीन अवस्थाएँ): आराम, व्यायाम और प्रशिक्षित खिलाड़ी बारी-बारी चुनिए। व्यायाम में निर्गम लगभग 3.3 गुना हो जाता है। खिलाड़ी की गति सिर्फ़ 50 है, फिर भी निर्गम लगभग 5.0 L/min है।
• प्रयोग 4 (एक चक्र पर नज़र): फुफ्फुसीय चुनकर एक कण का पीछा कीजिए, वह नीले से लाल कहाँ होता है? फिर दैहिक चुनकर वही कण देखिए। लाल से नीला कहाँ होता है?
• प्रयोग 5 (गति बनाम वाहिका): धमनी-शिरा-केशिका विकल्प चालू रखकर देखिए कि कण कहाँ धीमे पड़ते हैं। अब उसे बंद कीजिए: हर जगह गति एक-सी हो जाती है, जो असली शरीर में नहीं होता।

हल सहित प्रश्न

हर प्रश्न की संख्याएँ एनिमेशन के अपने मानों से निकली हैं। हल पढ़ने से पहले खुद करके देखिए।

वे ग़लतियाँ जो सब करते हैं

ये भूलें उत्तर-पुस्तिका में सबसे ज़्यादा अंक कटवाती हैं। हर एक के साथ सही बात भी लिखी है।

• ग़लत: धमनी में हमेशा ऑक्सीजन-युक्त रक्त होता है। सही: धमनी का अर्थ है हृदय से दूर ले जाने वाली वाहिका। फुफ्फुसीय धमनी ऑक्सीजन-रहित रक्त ले जाती है!
• ग़लत: शिरा में हमेशा ऑक्सीजन-रहित रक्त होता है। सही: फुफ्फुसीय शिराएँ ऑक्सीजन-युक्त रक्त बाएँ आलिंद में लाती हैं।
• ग़लत: दोहरे परिसंचरण का मतलब दो हृदय। सही: हृदय एक ही है, पर रक्त हर चक्कर में उससे दो बार गुज़रता है।
• ग़लत: शरीर के लिए गैस विनिमय केवल फेफड़ों में होता है। सही: फेफड़ों में विनिमय वायुकोश की केशिकाओं में होता है, और ऊतकों का विनिमय अलग, दैहिक केशिकाओं में।
• ग़लत: शिराओं का रक्त नीला होता है। सही: ऑक्सीजन-रहित रक्त गहरा लाल होता है। चित्रों में नीला रंग केवल दोनों में भेद दिखाने के लिए है।
• ग़लत: केशिका की दीवार में पेशी होती है। सही: दीवार चपटी कोशिकाओं की एक परत है, उसमें न पेशी है न वाल्व।
• ग़लत: हृदय गति बढ़ने से निर्गम हमेशा बढ़ता है। सही: बहुत तेज़ गति पर निलय को भरने का समय नहीं मिलता, स्ट्रोक आयतन घट जाता है और निर्गम बढ़ना रुक जाता है।

वास्तविक जीवन से जुड़ाव

रक्त दाब नापने का अर्थ है धमनी में दाब नापना। दो संख्याएँ लिखी जाती हैं, जैसे 120/80 mm Hg (पाठ्यपुस्तक का अनुमानित मान): पहली निलय के सिकुड़ने के समय का दाब है, दूसरी शिथिल अवस्था का। फुफ्फुसीय धमनी का दाब कहीं कम है, लगभग 25/8 mm Hg, क्योंकि फेफड़े हृदय के पास हैं और उनकी वाहिकाएँ कोमल हैं। इसी कारण दाएँ निलय की दीवार बाएँ से पतली होती है।

कलाई पर जो नाड़ी महसूस होती है, वह धमनी का फूलना और सिकुड़ना है। धमनियाँ लचीली हैं, इसलिए हर धड़कन पर थोड़ी फैलती हैं। शिरा में नाड़ी महसूस नहीं होती, क्योंकि वहाँ तक धड़कन का झटका मंद पड़ चुका होता है। टाँगों की शिराओं में रक्त पेशियों के दबाव और वाल्वों की मदद से ऊपर चढ़ता है; घंटों बिना हिले खड़े रहने पर पैर सूज सकते हैं।

व्यायाम में पेशियों को अधिक ऑक्सीजन चाहिए, इसलिए हृदय गति और स्ट्रोक आयतन दोनों बढ़ते हैं। नियमित व्यायाम से हृदय की पेशी मज़बूत होती है, स्ट्रोक आयतन बढ़ता है और आराम की गति घटती है। इसीलिए चिकित्सक पैदल चलने और साइकिल चलाने जैसे व्यायाम को प्रोत्साहित करते हैं।

जब वसा जमने से धमनी संकरी हो जाती है तो रक्त प्रवाह घटता है। यह कोरोनरी धमनी में हो तो हृदय की पेशी को ऑक्सीजन कम मिलती है, जिसका चरम रूप हृदयाघात है। उच्च रक्त दाब, धूम्रपान और वसायुक्त भोजन जोखिम बढ़ाते हैं। यह सामान्य जानकारी है, चिकित्सकीय सलाह नहीं; अस्वस्थ लगे तो चिकित्सक से मिलिए।

लाल रक्त कोशिका लगभग 120 दिन जीती है, यानी एक कोशिका अपने जीवन में कई लाख चक्कर लगाती है। हर चक्कर में वह फेफड़ों में ऑक्सीजन भरती है और ऊतकों में उतार देती है।

परीक्षा कोना (CBSE / NCERT)

ये प्रश्न बार-बार पूछे जाते हैं। जहाँ संभव हो नामांकित चित्र बनाइए, उससे अंक मिलते हैं। कक्षा 10 के “जैव प्रक्रम” और कक्षा 11 के “शरीर द्रव तथा परिसंचरण” अध्याय में यही विषय आता है।

• दोहरा परिसंचरण क्या है? लिखिए: वह परिसंचरण जिसमें एक पूरे चक्कर में रक्त हृदय से दो बार गुज़रता है।
• धमनी और शिरा में पाँच अंतर लिखिए: दीवार, गुहा, वाल्व, प्रवाह की दिशा और रक्त दाब।
• फुफ्फुसीय और दैहिक परिसंचरण में अंतर कीजिए: आरंभ और अंत, वाहिकाएँ, रक्त का प्रकार, कार्य।
• चित्र सहित रक्त के पथ का वर्णन कीजिए, दाएँ आलिंद से शुरू करके उसी पर लौटिए।
• केशिकाओं का कार्य लिखिए और बताइए कि उनकी दीवार इतनी पतली क्यों है।
• 80 बार/मिनट और 65 mL स्ट्रोक आयतन के लिए हृदय निर्गम निकालिए। (उत्तर: 5.2 L/min)
• बाएँ निलय की दीवार दाएँ निलय से मोटी क्यों होती है?

एक मिनट का पुनरावर्तन

परीक्षा से पहले की रात बस यह सूची एक बार पढ़ लीजिए।

• रक्त बंद वाहिकाओं में हृदय के धक्के से घूमता है; इसे परिसंचरण कहते हैं।
• मनुष्य का परिसंचरण दोहरा है: एक हृदय, दो चक्र, चार कक्ष।
• फुफ्फुसीय चक्र: दायाँ निलय, फुफ्फुसीय धमनी, फुफ्फुस, फुफ्फुसीय शिराएँ, बायाँ आलिंद।
• दैहिक चक्र: बायाँ निलय, महाधमनी, शरीर के ऊतक, महाशिरा, दायाँ आलिंद।
• धमनियाँ रक्त को दूर ले जाती हैं, शिराएँ वापस लाती हैं, और आदान-प्रदान केशिकाओं में होता है।
• फुफ्फुसीय धमनी ऑक्सीजन-रहित और फुफ्फुसीय शिराएँ ऑक्सीजन-युक्त रक्त ले जाती हैं।
• हृदय निर्गम = हृदय गति × स्ट्रोक आयतन, आराम में लगभग 5 L/min।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न