Transport of gases Questions in Hindi

(A) लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ में, कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ पानी $(H_2O)$ के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाता है।
यह प्रतिक्रिया $Carbonic \, anhydrase$ एंजाइम द्वारा उत्प्रेरित होती है।
यह एंजाइम $RBCs$ में बहुत उच्च सांद्रता में और रक्त प्लाज्मा में बहुत कम मात्रा में मौजूद होता है।
यह $CO_2$ के जलयोजन को सुगम बनाता है जिससे $H_2CO_3$ बनता है, जो बाद में बाइकार्बोनेट $(HCO_3^-)$ और हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ में विघटित हो जाता है।

(D) मानव रक्त का $pH$ मान $7.35$ से $7.45$ की संकीर्ण सीमा के भीतर बना रहता है,जो कि थोड़ा क्षारीय (alkaline) होता है।
यह थोड़ा क्षारीय वातावरण श्वसन गैसों के कुशल परिवहन के लिए महत्वपूर्ण है।
यदि रक्त बहुत अधिक अम्लीय या बहुत अधिक क्षारीय हो जाता है,तो यह हीमोग्लोबिन की $O_2$ के साथ जुड़ने की क्षमता और बाइकार्बोनेट आयनों के रूप में $CO_2$ के परिवहन में बाधा डालता है।
इसलिए,गैसों के कुशल विनिमय के लिए रक्त की प्रकृति थोड़ी क्षारीय होनी चाहिए।

(B) क्लोराइड शिफ्ट,जिसे हैम्बर्गर घटना के रूप में भी जाना जाता है,कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ के परिवहन के दौरान विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए रक्त में होती है।
जैसे ही $CO_2$ लाल रक्त कोशिकाओं में विसरित होती है,यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाती है,जो बाइकार्बोनेट $(HCO_3^-)$ और हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ में विघटित हो जाता है।
आयनिक संतुलन बनाए रखने के लिए,बाइकार्बोनेट आयन लाल रक्त कोशिकाओं से बाहर प्लाज्मा में चले जाते हैं और क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ प्लाज्मा से लाल रक्त कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं।
इसलिए,क्लोराइड शिफ्ट एक ऐसी प्रक्रिया है जो बाइकार्बोनेट आयनों के रूप में $CO_2$ के परिवहन को सुगम बनाती है।

(C) मानव रक्त में ऑक्सीजन $(O_2)$ का परिवहन दो तरीकों से होता है:
$1$. लगभग $3\%$ $O_2$ प्लाज्मा के माध्यम से घुलित अवस्था में ले जाया जाता है।
$2$. लगभग $97\%$ $O_2$ लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ में हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर ऑक्सीहीमोग्लोबिन के रूप में परिवहन किया जाता है।
अतः,हीमोग्लोबिन द्वारा परिवहन किए जाने वाले $O_2$ का सही प्रतिशत $97\%$ है।

(C) $CO_2$ के परिवहन के दौरान,कार्बोनिक एनहाइड्रेज एंजाइम की क्रिया के कारण $RBCs$ के अंदर $HCO_3^-$ आयन बनते हैं।
आयनिक संतुलन बनाए रखने के लिए,$HCO_3^-$ आयन $RBCs$ से बाहर प्लाज्मा में विसरित हो जाते हैं और बदले में,$Cl^-$ आयन प्लाज्मा से $RBCs$ के अंदर चले जाते हैं।
इस घटना को क्लोराइड शिफ्ट या हैम्बर्गर घटना के रूप में जाना जाता है।

(C) ऑक्सीहीमोग्लोबिन का निर्माण कूपिकाओं (alveoli) में होता है जहाँ ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ती है।
यह प्रक्रिया उच्च ऑक्सीजन के आंशिक दाब $(PO_2)$,कम कार्बन डाइऑक्साइड के आंशिक दाब $(PCO_2)$,कम हाइड्रोजन आयन सांद्रता $(H^+)$ और कम तापमान द्वारा अनुकूलित होती है।
ये स्थितियाँ ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र (dissociation curve) को बाईं ओर स्थानांतरित करती हैं,जो हीमोग्लोबिन के साथ $O_2$ के जुड़ने को बढ़ावा देती हैं।
इसके विपरीत,उच्च $PCO_2$,उच्च $H^+$ सांद्रता और उच्च तापमान ऊतकों में ऑक्सीहीमोग्लोबिन के वियोजन को बढ़ावा देते हैं।

(B) ऑक्सीजन वियोजन वक्र उन स्थितियों में दाईं ओर झुकता है जो हीमोग्लोबिन से ऊतकों तक ऑक्सीजन के मुक्त होने को बढ़ावा देती हैं। इस घटना को बोहर प्रभाव (Bohr effect) के रूप में जाना जाता है।
दाईं ओर झुकाव के लिए जिम्मेदार कारक:
$1$. $CO_2$ की सांद्रता में वृद्धि ($CO_2$ का आंशिक दबाव)।
$2$. $pH$ में कमी ($H^+$ सांद्रता या अम्लता में वृद्धि)।
$3$. तापमान में वृद्धि।
$4$. $2,3-BPG$ के स्तर में वृद्धि।
दिए गए विकल्पों में से,$CO_2$ की सांद्रता में वृद्धि ऑक्सीहीमोग्लोबिन के वियोजन को बढ़ावा देती है,जिससे वक्र दाईं ओर झुक जाता है।

(A) मानव शरीर में,$CO_2$ का परिवहन रक्त में तीन रूपों में होता है:
$1$. प्लाज्मा में घुली हुई गैस के रूप में $(7\%)$।
$2$. हीमोग्लोबिन के साथ जुड़े हुए कार्बामिनोहीमोग्लोबिन के रूप में $(20-25\%)$।
$3$. प्लाज्मा में बाइकार्बोनेट्स $(HCO_3^-)$ के रूप में $(70\%)$।
चूंकि $CO_2$ का अधिकांश भाग बाइकार्बोनेट्स के रूप में परिवहन होता है,इसलिए सही विकल्प $A$ है।

(A) हीमोग्लोबिन का ऑक्सीजन डिसोसिएशन वक्र $S$-आकार का होता है,जिसे तकनीकी रूप से $Sigmoid$ वक्र कहा जाता है।
यह आकार इसलिए बनता है क्योंकि हीमोग्लोबिन के साथ $O_2$ के एक अणु का जुड़ना शेष हीम समूहों की $O_2$ के प्रति आकर्षण शक्ति को बढ़ा देता है,जिसे सहकारी बंधन (cooperative binding) कहा जाता है।
जैसे-जैसे ऑक्सीजन का आंशिक दबाव $(pO_2)$ बढ़ता है,हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के साथ संतृप्त होने की प्रतिशतता बढ़ती जाती है,जिसके परिणामस्वरूप यह विशिष्ट $Sigmoid$ पैटर्न प्राप्त होता है।

(B) कार्बोनिक एनहाइड्रेज एंजाइम $RBC$ (लाल रक्त कोशिकाओं) के भीतर बहुत उच्च सांद्रता में मौजूद होता है।
यह रक्त प्लाज्मा में भी बहुत कम मात्रा में मौजूद होता है।
यह एंजाइम $CO_2$ के परिवहन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और निम्नलिखित अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है: $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$.
$RBC$ में इसकी उच्च सांद्रता के कारण, यह अभिक्रिया तेजी से होती है, जिससे गैसों का कुशल विनिमय संभव हो पाता है।

(A) ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र एक सिग्मॉइड ($S$-आकार का) वक्र होता है।
वे कारक जो वक्र को दाईं ओर स्थानांतरित करते हैं,उनमें $PCO_2$ में वृद्धि,$H^+$ आयनों की सांद्रता में वृद्धि (pH में कमी) और तापमान में वृद्धि शामिल है।
इसके विपरीत,वे कारक जो वक्र को बाईं ओर स्थानांतरित करते हैं,उनमें $PCO_2$ में कमी,$H^+$ आयनों की सांद्रता में कमी (pH में वृद्धि) और तापमान में कमी शामिल है।
अतः,जब तापमान घटता है,तो हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के साथ जुड़ने की क्षमता (affinity) बढ़ जाती है,जिससे वक्र बाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है।

(A) हीमोग्लोबिन लाल रक्त कोशिकाओं में पाया जाने वाला एक चतुर्धातुक प्रोटीन है जो ऑक्सीजन के परिवहन के लिए जिम्मेदार है।
प्रत्येक हीमोग्लोबिन अणु में $4$ पॉलीपेप्टाइड सबयूनिट (दो अल्फा और दो बीटा श्रृंखलाएं) होते हैं।
प्रत्येक सबयूनिट में एक हीम समूह होता है जिसके केंद्र में एक आयरन $(Fe^{2+})$ परमाणु होता है।
चूंकि प्रत्येक हीम समूह $O_2$ के एक अणु के साथ जुड़ सकता है,इसलिए हीमोग्लोबिन का एक अणु ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाने के लिए अधिकतम $4$ अणु $O_2$ का वहन कर सकता है।

(D) ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन डिसोसिएशन वक्र (बोर प्रभाव) उन स्थितियों में दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है जो हीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन के मुक्त होने में सहायक होती हैं।
इन स्थितियों में $PCO_2$ में वृद्धि,हाइड्रोजन आयन सांद्रता में वृद्धि (अम्लता में वृद्धि),तापमान में वृद्धि और $2,3-BPG$ में वृद्धि शामिल है।
चूंकि हाइड्रोजन आयन सांद्रता में वृद्धि $pH$ में कमी के अनुरूप होती है,इसलिए $pH$ में कमी होने पर वक्र दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है।
इसके विपरीत,अम्लता में कमी (या $pH$ में वृद्धि) या $CO_2$ की सांद्रता में कमी वक्र को बाईं ओर स्थानांतरित कर देगी।
अतः,जब $pH$ कम होता है तो वक्र दाईं ओर स्थानांतरित हो जाता है।

(B) $Hamburger$ शिफ्ट हृदय-वाहिका तंत्र में होने वाली एक प्रक्रिया है,जो लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ की झिल्ली के आर-पार बाइकार्बोनेट $(HCO_3^-)$ और क्लोराइड $(Cl^-)$ के विनिमय को संदर्भित करती है।
जैसे ही बाइकार्बोनेट आयन $RBCs$ से बाहर निकलकर रक्त प्लाज्मा में विसरित होते हैं,कोशिका की विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए क्लोराइड आयन $RBCs$ के अंदर विसरित हो जाते हैं।
इस घटना को व्यापक रूप से $Chloride$ शिफ्ट के रूप में जाना जाता है।

(B) कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ रक्त में तीन रूपों में परिवहन करती है:
$1$. बाइकार्बोनेट के रूप में: लगभग $70\%$ $CO_2$ प्लाज्मा और एरिथ्रोसाइट्स (रक्त कोशिकाओं) में बाइकार्बोनेट के रूप में परिवहन करती है।
$2$. कार्बामिनो-हीमोग्लोबिन के रूप में: लगभग $20-25\%$ $CO_2$ हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर परिवहन करती है।
$3$. प्लाज्मा में घुलित अवस्था में: लगभग $7\%$ $CO_2$ प्लाज्मा में घुलित अवस्था में परिवहन करती है।
अतः,ऊतकों से मुक्त होने वाली अधिकांश $CO_2$ बाइकार्बोनेट के रूप में परिवहन करती है।

(C) क्लोराइड शिफ्ट,जिसे हैम्बर्गर घटना के रूप में भी जाना जाता है,कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन के दौरान विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए लाल रक्त कोशिकाओं (RBCs) में होती है।
जैसे ही $CO_2$ RBCs में विसरित होती है,यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाती है,जो हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ और बाइकार्बोनेट आयनों $(HCO_3^-)$ में विघटित हो जाता है।
आयनिक संतुलन बनाए रखने के लिए,$HCO_3^-$ आयन RBCs से बाहर रक्त प्लाज्मा में विसरित हो जाते हैं,और इसके बदले में,क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ प्लाज्मा से RBCs में चले जाते हैं।
इसलिए,क्लोराइड शिफ्ट विशेष रूप से $HCO_3^-$ आयनों के संचलन से जुड़ी है।

(C) $CO_2$ के परिवहन के दौरान,यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाता है,जो $H^+$ और $HCO_3^-$ आयनों में विघटित हो जाता है।
यदि ये $H^+$ आयन जमा हो जाएं,तो रक्त का pH काफी गिर जाएगा,जिससे यह अम्लीय हो जाएगा।
हालाँकि,रक्त में प्रभावी बफर सिस्टम होते हैं,मुख्य रूप से हीमोग्लोबिन बफर और बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम।
ये बफर अतिरिक्त $H^+$ आयनों को बेअसर कर देते हैं,जिससे रक्त का pH एक संकीर्ण शारीरिक सीमा (लगभग $7.4$) के भीतर बना रहता है।
इसलिए,रक्त में बफर की उपस्थिति रक्त को अम्लीय होने से रोकती है।

(D) हाल्डेन प्रभाव यह बताता है कि फेफड़ों में रक्त का ऑक्सीजनेशन किस प्रकार हीमोग्लोबिन से कार्बन डाइऑक्साइड को विस्थापित करता है,जिससे $CO_2$ का निष्कासन बढ़ जाता है। इसके विपरीत,ऊतकों में रक्त का डी-ऑक्सीजनेशन $CO_2$ ले जाने की उसकी क्षमता को बढ़ाता है। यह घटना मुख्य रूप से हीमोग्लोबिन की स्थिति द्वारा संचालित होती है। जब हीमोग्लोबिन ऑक्सीजनेटेड होता है (ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है),तो यह एक मजबूत अम्ल बन जाता है,जो $CO_2$ और हाइड्रोजन आयनों के मुक्त होने को बढ़ावा देता है। इसलिए,हाल्डेन प्रभाव ऑक्सीहीमोग्लोबिन की उपस्थिति या अनुपस्थिति के कारण होता है।

(C) जब रक्त अम्लीय हो जाता है ($H^+$ सांद्रता या $PCO_2$ में वृद्धि के कारण),तो रक्त का $pH$ कम हो जाता है।
बोर प्रभाव (Bohr effect) के अनुसार,$pH$ में कमी ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र (dissociation curve) को दाईं ओर स्थानांतरित कर देती है।
यह स्थानांतरण दर्शाता है कि हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के प्रति बंधुता कम हो जाती है,जिससे ऊतकों को ऑक्सीजन का विमोचन आसान हो जाता है।

(A) मानव शरीर में,ऑक्सीजन $(O_2)$ का परिवहन रक्त में दो रूपों में होता है:
$1$. लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ में हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर: लगभग $97\%$ $O_2$ ऑक्सीहीमोग्लोबिन के रूप में परिवहन किया जाता है।
$2$. रक्त प्लाज्मा में घुलित अवस्था में: शेष $3\%$ $O_2$ रक्त प्लाज्मा में घुलित अवस्था में प्रवाहित होता है।
अतः,सही विकल्प $A$ है।

(A) बोर प्रभाव उस घटना का वर्णन करता है जिसमें $CO_2$ की सांद्रता में वृद्धि या $pH$ में कमी (अम्लता में वृद्धि) ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र को दाईं ओर स्थानांतरित कर देती है।
यह स्थानांतरण हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के प्रति कम आत्मीयता (affinity) को दर्शाता है,जिससे ऊतकों में ऑक्सीजन का मुक्त होना आसान हो जाता है।
इसके विपरीत,हाल्डेन प्रभाव यह बताता है कि कैसे फेफड़ों में रक्त का ऑक्सीजनीकरण हीमोग्लोबिन से $CO_2$ को विस्थापित करता है,जो ऊतकों में होने वाली प्रक्रिया के विपरीत है।
इसलिए,ऑक्सीहीमोग्लोबिन के वियोजन पर $CO_2$ की सांद्रता के प्रभाव को बोर प्रभाव के रूप में जाना जाता है।

(B) ऑक्सीहीमोग्लोबिन का वियोजन मुख्य रूप से ऑक्सीजन के आंशिक दबाव $(PO_2)$ द्वारा प्रभावित होता है।
ऊतकों में,कूपिकाओं (alveoli) की तुलना में $PO_2$ कम होता है।
जब रक्त ऊतकों तक पहुँचता है,तो कम $PO_2$ का वातावरण हीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन के मुक्त होने को बढ़ावा देता है,जिससे ऑक्सीहीमोग्लोबिन का हीमोग्लोबिन और ऑक्सीजन में वियोजन हो जाता है।
उच्च $PCO_2$,उच्च $H^+$ सांद्रता (कम $pH$) और उच्च तापमान जैसे अन्य कारक भी इस वियोजन को सुगम बनाते हैं,जिसे बोहर प्रभाव (Bohr effect) के रूप में जाना जाता है।

(D) हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन का बंधन मुख्य रूप से ऑक्सीजन के आंशिक दबाव $(pO_2)$ पर निर्भर करता है।
हालाँकि,अन्य कारक जैसे कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव $(pCO_2)$,हाइड्रोजन आयन सांद्रता $(pH)$ और तापमान भी इस बंधन को प्रभावित करते हैं।
$pCO_2$ में वृद्धि,$pH$ में कमी (अधिक अम्लता) और तापमान में वृद्धि ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र (dissociation curve) को दाईं ओर स्थानांतरित करती है,जिससे हीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन का अलग होना आसान हो जाता है।
इसलिए,सूचीबद्ध सभी कारक हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के बंधन को प्रभावित करते हैं।

(A) हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन $(O_2)$ की तुलना में कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ के लिए काफी अधिक आत्मीयता होती है।
विशेष रूप से,हीमोग्लोबिन की $CO$ के प्रति आत्मीयता $O_2$ की तुलना में लगभग $200$ से $250$ गुना अधिक होती है।
जब $CO$ को सांस के माध्यम से लिया जाता है,तो यह हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है,जो हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन के साथ जुड़ने से रोकता है,जिससे ऊतकों में ऑक्सीजन की कमी (हाइपोक्सिया) हो जाती है और यह घातक विषाक्तता का कारण बन सकता है।

(D) हीमोग्लोबिन के साथ $O_2$ का जुड़ना मुख्य रूप से ऑक्सीजन के आंशिक दबाव $(P_{O_2})$ द्वारा निर्धारित होता है।
हालाँकि,कार्बन डाइऑक्साइड का आंशिक दबाव $(P_{CO_2})$,हाइड्रोजन आयन सांद्रता ($H^+$ सांद्रता) और तापमान जैसे अन्य कारक भी इस बंधन क्षमता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करते हैं।
ऑक्सीजन वियोजन वक्र (oxygen dissociation curve) के अनुसार,उच्च $P_{O_2}$,निम्न $P_{CO_2}$,निम्न $H^+$ सांद्रता (उच्च $pH$) और कम तापमान एल्वियोली (कूपिकाओं) में ऑक्सीहीमोग्लोबिन के निर्माण के लिए अनुकूल होते हैं।
इसके विपरीत,निम्न $P_{O_2}$,उच्च $P_{CO_2}$,उच्च $H^+$ सांद्रता और उच्च तापमान ऊतकों में ऑक्सीहीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन के वियोजन के लिए अनुकूल होते हैं।
इसलिए,चारों कारक $(a, b, c, d)$ हीमोग्लोबिन के साथ $O_2$ के जुड़ने और अलग होने की प्रक्रिया में योगदान करते हैं।

(B) कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ की हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ने की क्षमता ऑक्सीजन $(O_2)$ की तुलना में बहुत अधिक होती है।
जब $CO$ को सांस के माध्यम से अंदर लिया जाता है,तो यह हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन $(HbCO)$ बनाता है।
यह बंधन बहुत स्थिर होता है और हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन के साथ जुड़ने से रोकता है।
परिणामस्वरूप,रक्त की ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता काफी कम हो जाती है,जिससे शरीर के ऊतकों तक ऑक्सीजन की उपलब्धता घट जाती है,जो हाइपोक्सिया का कारण बनता है और घातक हो सकता है।

(D) कशेरुकियों में,$Hemoglobin$ लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ में पाया जाने वाला प्राथमिक श्वसन वर्णक है।
यह एक संयुग्मी प्रोटीन है जो $Globin$ नामक प्रोटीन भाग और $Heme$ नामक गैर-प्रोटीन भाग से बना होता है।
$Hemoglobin$ की ऑक्सीजन के प्रति उच्च आत्मीयता होती है और यह फेफड़ों में $Oxyhemoglobin$ बनाता है,जो फिर ऑक्सीजन को ऊतकों तक पहुँचाता है जहाँ यह कोशिकीय श्वसन के लिए ऑक्सीजन छोड़ता है।

(A) कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ की हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ने की क्षमता ऑक्सीजन $(O_2)$ की तुलना में लगभग $200$ से $250$ गुना अधिक होती है।
जब $CO$ रक्तप्रवाह में प्रवेश करता है,तो यह हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन $(HbCO)$ नामक एक स्थिर यौगिक बनाता है।
चूंकि यह बंधन हीमोग्लोबिन और ऑक्सीजन के बीच के बंधन की तुलना में बहुत मजबूत होता है,इसलिए यह हीमोग्लोबिन को ऑक्सीजन के साथ जुड़ने से रोकता है।
परिणामस्वरूप,रक्त की ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता काफी कम हो जाती है,जिससे ऊतकों में हाइपोक्सिया (ऑक्सीजन की कमी) हो जाती है।

(C) ऑक्सीजन $(O_2)$ की तुलना में हीमोग्लोबिन की कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ के साथ जुड़ने की क्षमता बहुत अधिक होती है।
जब $CO$ हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ता है,तो यह कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन नामक एक स्थायी यौगिक बनाता है।
यह यौगिक ऑक्सीहीमोग्लोबिन की तुलना में लगभग $200$ से $300$ गुना अधिक स्थायी होता है।
इस उच्च स्थिरता के कारण,$CO$ हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन को जुड़ने से रोकता है,जिससे दम घुटने और मृत्यु हो सकती है।

(C) सामान्य शारीरिक स्थितियों में,प्रत्येक $100 \ ml$ ऑक्सीजनयुक्त रक्त ऊतकों को लगभग $5 \ ml$ $O_2$ प्रदान कर सकता है।
चूंकि $100 \ ml$ धमनी रक्त लगभग $20 \ ml$ $O_2$ ले जाता है,इसलिए प्रदान की गई मात्रा $5 \ ml / 20 \ ml = 0.25$ या रक्त द्वारा ले जाए जाने वाले कुल ऑक्सीजन का $25\%$ है।
अतः,एक परिसंचरण के दौरान,रक्त अपने ऑक्सीजन का $25\%$ हिस्सा ऊतकों को प्रदान करता है।

(B) रक्त में ऑक्सीजन का परिवहन मुख्य रूप से हीमोग्लोबिन $(Hb)$ द्वारा किया जाता है।
$CO$ (कार्बन मोनोऑक्साइड) की हीमोग्लोबिन के प्रति बहुत अधिक आत्मीयता होती है ($O_2$ की तुलना में लगभग $200-250$ गुना अधिक),जो कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है,जिससे ऑक्सीजन का परिवहन बाधित होता है।
$NO$ (नाइट्रिक ऑक्साइड) भी हीमोग्लोबिन से जुड़ता है और ऑक्सीजन परिवहन में हस्तक्षेप कर सकता है।
$SO_2$ (सल्फर डाइऑक्साइड) और $SO_3$ (सल्फर ट्राइऑक्साइड) श्वसन संबंधी उत्तेजक हैं जो श्वसन मार्ग में सूजन पैदा कर सकते हैं,लेकिन वे $CO$ या $NO$ की तरह सीधे हीमोग्लोबिन से जुड़कर ऑक्सीजन परिवहन को बाधित नहीं करते हैं।
दिए गए विकल्पों में से,$SO_3$ वह पदार्थ है जो हीमोग्लोबिन से जुड़कर ऑक्सीजन के परिवहन को सीधे बाधित नहीं करता है।

(D) कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है।
हीमोग्लोबिन के लिए इसकी आत्मीयता ऑक्सीजन $(O_2)$ की तुलना में लगभग $200$ से $250$ गुना अधिक होती है।
इस उच्च आत्मीयता के कारण, $CO$ हीमोग्लोबिन से ऑक्सीजन को प्रभावी ढंग से विस्थापित कर देता है, जिससे ऊतकों में ऑक्सीजन की कमी (हाइपोक्सिया) हो जाती है और यह घातक हो सकता है।

(B) हैमबर्गर परिघटना,जिसे क्लोराइड शिफ्ट के रूप में भी जाना जाता है,लाल रक्त कोशिकाओं और रक्त प्लाज्मा के बीच आयनों के आदान-प्रदान का वर्णन करती है।
जैसे ही कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ लाल रक्त कोशिकाओं में प्रवेश करती है,यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड $(H_2CO_3)$ बनाती है,जो हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ और बाइकार्बोनेट आयनों $(HCO_3^-)$ में टूट जाता है।
विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए,बाइकार्बोनेट आयन लाल रक्त कोशिकाओं से बाहर निकलकर प्लाज्मा में चले जाते हैं,जबकि क्लोराइड आयन $(Cl^-)$ प्लाज्मा से लाल रक्त कोशिकाओं में प्रवेश करते हैं।
बाइकार्बोनेट आयनों के बाहर निकलने को संतुलित करने के लिए क्लोराइड आयनों की इस गति को क्लोराइड शिफ्ट या हैमबर्गर परिघटना कहा जाता है।

(B) ऑक्सीहीमोग्लोबिन $(HbO_2)$,डीऑक्सीहीमोग्लोबिन $(Hb)$ की तुलना में एक अधिक शक्तिशाली अम्ल है।
जब फेफड़ों में ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन के साथ जुड़ती है,तो यह हीमोग्लोबिन अणु से हाइड्रोजन आयनों $(H^+)$ के विमोचन को बढ़ावा देती है।
चूंकि यह एक अधिक शक्तिशाली अम्ल है,इसलिए यह आसानी से वियोजित हो जाता है और रक्त में $H^+$ आयनों को मुक्त करता है,जो क्लोराइड शिफ्ट तंत्र के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड के परिवहन में सहायता करता है।
अतः,ऑक्सीहीमोग्लोबिन शारीरिक तंत्र में एक अम्ल के रूप में कार्य करता है।

(B) कार्बन मोनोऑक्साइड $(CO)$ हीमोग्लोबिन $(Hb)$ के साथ जुड़कर कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन $(COHb)$ बनाती है।
हीमोग्लोबिन की कार्बन मोनोऑक्साइड के प्रति आत्मीयता, ऑक्सीजन $(O_2)$ की तुलना में लगभग $200$ से $250$ गुना अधिक होती है।
इस उच्च आत्मीयता के कारण, $CO$ की कम सांद्रता भी रक्त की ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता को काफी कम कर सकती है, जिससे कार्बन मोनोऑक्साइड विषाक्तता (poisoning) हो सकती है।

(B) मेंढक में,अधिकांश कशेरुकी प्राणियों की तरह,ऑक्सीजन परिवहन के लिए जिम्मेदार श्वसन वर्णक $Hemoglobin$ (हीमोग्लोबिन) है।
$Hemoglobin$ लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ में मौजूद एक लौह-युक्त प्रोटीन है जो ऑक्सीजन के साथ जुड़कर ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है,जिससे फेफड़ों से शरीर के ऊतकों तक ऑक्सीजन का परिवहन सुगम हो जाता है।

(B) ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र एक ग्राफ है जो ऑक्सीजन के आंशिक दबाव $(pO_2)$ और हीमोग्लोबिन की ऑक्सीजन के साथ संतृप्ति के प्रतिशत के बीच संबंध को दर्शाता है।
यह वक्र $S$-आकार का होता है,जिसे तकनीकी रूप से सिग्मॉइड वक्र कहा जाता है।
सिग्मॉइड आकार हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के सहकारी बंधन (cooperative binding) के कारण होता है,जहाँ एक ऑक्सीजन अणु का जुड़ना शेष हीम समूहों की ऑक्सीजन के प्रति आकर्षण शक्ति को बढ़ा देता है।

(A) कार्बोनिक एनहाइड्रेज एक जिंक-युक्त एंजाइम है जो उत्क्रमणीय अभिक्रिया को उत्प्रेरित करता है: $CO_2 + H_2O \rightleftharpoons H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-$। यह एंजाइम $RBC$ (लाल रक्त कोशिकाओं) के भीतर बहुत उच्च सांद्रता में मौजूद होता है। यह रक्त में परिवहन के लिए $CO_2$ को बाइकार्बोनेट आयनों में और फेफड़ों में इसके विपरीत रूपांतरण को सुगम बनाता है। हालांकि प्लाज्मा में इसकी थोड़ी मात्रा मौजूद होती है,लेकिन इसकी प्राथमिक और सबसे महत्वपूर्ण गतिविधि $RBC$ के अंदर होती है।

(A) शरीर के ऊतकों में,कोशिकीय श्वसन के दौरान $CO_2$ उत्पन्न होती है,जिससे ऊतकों में $CO_2$ का आंशिक दबाव $(pCO_2)$ उच्च और $O_2$ का आंशिक दबाव $(pO_2)$ कम हो जाता है।
इस घटना को 'बोर प्रभाव' $(Bohr \text{ effect})$ के रूप में जाना जाता है।
उच्च $pCO_2$,कम $pO_2$,और कम $pH$ (अम्लीय वातावरण) हीमोग्लोबिन की $O_2$ के साथ जुड़ने की क्षमता को कम कर देते हैं।
परिणामस्वरूप,ऑक्सीहीमोग्लोबिन का वियोजन होता है और ऊतकों को $O_2$ मुक्त होती है।
अतः,सही स्थिति कम $O_2$ सांद्रता और उच्च $CO_2$ सांद्रता है।

(D) $CO$ (कार्बन मोनोऑक्साइड),$CO_2$ की तुलना में अधिक विषैली है क्योंकि यह ऑक्सीजन की तुलना में लगभग $200-250$ गुना अधिक आकर्षण शक्ति के साथ हीमोग्लोबिन से जुड़ती है।
यह बंधन कार्बोक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है,जो एक स्थिर यौगिक है।
परिणामस्वरूप,रक्त की ऑक्सीजन ले जाने की क्षमता काफी कम हो जाती है,जिससे हाइपोक्सिया (ऊतकों में ऑक्सीजन की कमी) और संभावित मृत्यु हो सकती है।

(B) हैम्बर्गर घटना,जिसे $Chloride \ shift$ के रूप में भी जाना जाता है,हृदय-वाहिका तंत्र में होने वाली एक प्रक्रिया है।
यह लाल रक्त कोशिकाओं $(RBCs)$ की झिल्ली के आर-पार बाइकार्बोनेट $(HCO_3^-)$ और क्लोराइड $(Cl^-)$ आयनों के विनिमय को संदर्भित करता है।
जब कार्बन डाइऑक्साइड $(CO_2)$ रक्त में प्रवेश करती है,तो यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कार्बोनिक एसिड बनाती है,जो $H^+$ और $HCO_3^-$ में विघटित हो जाता है।
विद्युत तटस्थता बनाए रखने के लिए,$HCO_3^-$ आयनों के $RBC$ से प्लाज्मा में बाहर निकलने के बदले में,$Cl^-$ आयन प्लाज्मा से $RBC$ के अंदर प्रवेश करते हैं।

(B) जब रक्त में ऑक्सीजन हीमोग्लोबिन $(Hb)$ के साथ जुड़ती है,तो यह ऑक्सीहीमोग्लोबिन $(HbO_2)$ बनाती है। इस प्रक्रिया को विशेष रूप से ऑक्सीजनेशन कहा जाता है। ऑक्सीकरण में इलेक्ट्रॉनों की हानि होती है,जबकि ऑक्सीजनेशन ऑक्सीजन और हीमोग्लोबिन के हीम समूह में मौजूद आयरन परमाणु के बीच एक प्रतिवर्ती भौतिक-रासायनिक बंधन प्रक्रिया है।

(A) $CO_2$ का ऊतकों से श्वसन सतह तक परिवहन मुख्य रूप से तीन रूपों में होता है:
$1$. प्लाज्मा में घुले हुए बाइकार्बोनेट आयनों $(HCO_3^-)$ के रूप में (लगभग $70\%$)।
$2$. $RBCs$ में हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर कार्बामिनोहीमोग्लोबिन के रूप में (लगभग $20-25\%$)।
$3$. प्लाज्मा में घुले हुए रूप में (लगभग $7\%$)।
चूंकि $CO_2$ के परिवहन में प्लाज्मा और $RBCs$ दोनों शामिल होते हैं,इसलिए सही उत्तर प्लाज्मा और $RBCs$ है।

(C) मानव शरीर में, $CO_2$ का परिवहन रक्त द्वारा तीन रूपों में होता है:
$1$. प्लाज्मा में घुले हुए रूप में (लगभग $7\%$).
$2$. हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर कार्बामिनोहीमोग्लोबिन के रूप में (लगभग $20-25\%$).
$3$. प्लाज्मा में बाइकार्बोनेट $(HCO_3^-)$ के रूप में (लगभग $70\%$).
अतः, $CO_2$ के परिवहन का मुख्य रूप बाइकार्बोनेट है।

(B) $Methemoglobin$ हीमोग्लोबिन का एक रूप है जिसमें हीम समूह में मौजूद लोहा सामान्य $Fe^{2+}$ (फेरस) अवस्था के बजाय $Fe^{3+}$ (फेरिक) अवस्था में होता है।
इस अवस्था को ऑक्सीकृत हीमोग्लोबिन कहा जाता है।
$Methemoglobin$ प्रभावी रूप से ऑक्सीजन के साथ नहीं जुड़ सकता है,जिससे ऊतकों में हाइपोक्सिया (ऑक्सीजन की कमी) हो सकती है।

(B) मनुष्यों में,$CO_2$ का रक्त में तीन रूपों में परिवहन होता है:
$1$. प्लाज्मा में बाइकार्बोनेट आयनों के रूप में $(70\%)$।
$2$. $RBCs$ में हीमोग्लोबिन के साथ जुड़कर कार्बामिनोहीमोग्लोबिन के रूप में $(20-25\%)$।
$3$. प्लाज्मा में घुले हुए रूप में $(7\%)$।
अतः,$RBCs$ कार्बामिनोहीमोग्लोबिन के रूप में कुल $CO_2$ के लगभग $20-25\%$ भाग का परिवहन करने के लिए उत्तरदायी हैं।

(A) $O_2$ वियोजन वक्र,जिसे ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र के रूप में भी जाना जाता है,क्षैतिज अक्ष पर ऑक्सीजन के आंशिक दबाव और ऊर्ध्वाधर अक्ष पर हीमोग्लोबिन की संतृप्ति के अनुपात को दर्शाता है।
यह वक्र $S$-आकार का होता है,जिसे तकनीकी रूप से सिग्मॉइड वक्र कहा जाता है।
यह आकार हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन के सहकारी बंधन को दर्शाता है,जहाँ एक $O_2$ अणु का जुड़ना शेष हीम समूहों की ऑक्सीजन के प्रति आकर्षण शक्ति को बढ़ा देता है।

(B) सामान्य शारीरिक स्थितियों में,हीमोग्लोबिन का प्रत्येक ग्राम लगभग $1.34 \, ml$ ऑक्सीजन के साथ जुड़ सकता है। यह मान एक मानक शारीरिक स्थिरांक है जिसका उपयोग रक्त की ऑक्सीजन-वहन क्षमता की गणना करने के लिए किया जाता है। इसलिए,$1 \, g$ हीमोग्लोबिन $1.34 \, ml$ $O_2$ का वहन करता है।

(B) हीमोग्लोबिन का प्रत्येक अणु एक प्रोटीन कॉम्प्लेक्स है जो $4$ पॉलीपेप्टाइड सबयूनिट्स (दो अल्फा और दो बीटा श्रृंखलाएं) से बना होता है। प्रत्येक सबयूनिट में एक हीम समूह होता है जिसके केंद्र में एक आयरन $(Fe^{2+})$ परमाणु होता है। चूंकि प्रत्येक हीम समूह ऑक्सीजन $(O_2)$ के एक अणु के साथ जुड़ सकता है,इसलिए हीमोग्लोबिन का एक एकल अणु अधिकतम $4$ ऑक्सीजन अणुओं के साथ जुड़कर ऑक्सीहीमोग्लोबिन बनाता है।

(A) हीमोग्लोबिन के साथ ऑक्सीजन का जुड़ना मुख्य रूप से ऑक्सीजन के आंशिक दबाव $(pO_2)$ का कार्य है।
यह संबंध ऑक्सीजन-हीमोग्लोबिन वियोजन वक्र (dissociation curve) द्वारा दर्शाया जाता है।
जैसे-जैसे ऑक्सीजन का आंशिक दबाव $(pO_2)$ बढ़ता है,ऑक्सीहीमोग्लोबिन की मात्रा बढ़ती है,जिससे ऑक्सीहीमोग्लोबिन और हीमोग्लोबिन का अनुपात बढ़ जाता है।
इसके विपरीत,$pO_2$ में कमी होने से ऑक्सीहीमोग्लोबिन का वियोजन होता है,जिससे ऊतकों को ऑक्सीजन मुक्त होती है।
अतः,ऑक्सीहीमोग्लोबिन और हीमोग्लोबिन का अनुपात सीधे ऑक्सीजन के तनाव $(pO_2)$ पर निर्भर करता है।