ഡോ. സംഗീത ചേനംപുല്ലി
ഓക്സിജനും ശ്വസനവും
നമുക്കെല്ലാം അറിയാവുന്നത് പോലെ ശരീരകോശങ്ങളുടെ പ്രവർത്തനത്തിന് ഓക്സിജന് അത്യാവശ്യമാണ്. കോശങ്ങളിലെ ഊര്ജ്ജവിനിമയ പ്രക്രിയക്ക് ഓക്സിജന്റെ സാന്നിധ്യം കൂടിയേ തീരൂ എന്നതുകൊണ്ടാണിത്. വളരെ കഠിനമായ സാഹചര്യങ്ങളില് ജീവിക്കുന്ന ചില ഏകകോശജീവികള് മാത്രമേ ശ്വസനത്തിന് ഓക്സിജനെ ആശ്രയിക്കാത്തതുള്ളൂ. അന്തരീക്ഷ വായുവില് ഇരുപത്തൊന്ന് ശതമാനത്തോളം ഓക്സിജന് ആയത് കൊണ്ട് അത് ചുറ്റുപാടും നിന്ന് വെറുതേ വലിച്ചെടുക്കുകയേ വേണ്ടൂ എന്ന് കരുതേണ്ട. സങ്കീര്ണ്ണമായ ഒരുപാട് ജൈവരാസപ്രവര്ത്തനങ്ങള് ശ്വസനത്തിന്റെ ഭാഗമായി നടക്കുന്നുണ്ട്. നാം കഴിക്കുന്ന ഭക്ഷണത്തെ ഊര്ജ്ജമാക്കി മാറ്റാനും, പേശികളുടെ സങ്കോച വികാസങ്ങള്ക്കും, തലച്ചോറിന്റെ പ്രവര്ത്തനത്തിനും, ശാരീരിക മാലിന്യങ്ങളെ പുറംതള്ളാനുമെല്ലാം ഓക്സിജന്റെ സഹായം കൂടിയേ തീരൂ. അതായത് നമുക്ക് അനങ്ങാനും എന്തിന് ചിന്തിക്കാന് പോലും ഓക്സിജന്റെ സാന്നിധ്യം ആവശ്യമുണ്ട്. നാം കഴിക്കുന്ന അന്നജവും, മാംസ്യവും, കൊഴുപ്പും അടക്കമുള്ള ഭക്ഷണപദാര്ത്ഥങ്ങളിലെ തന്മാത്രകളിലെ രാസബന്ധനങ്ങളില് ഊര്ജ്ജം സംഭരിക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. ഈ ബന്ധനങ്ങളെ വിഘടിപ്പിച്ചാണ് ശരീരകോശങ്ങള്ക്ക് പ്രവര്ത്തിക്കാന് ആവശ്യമായ ഊര്ജ്ജം ലഭ്യമാക്കുന്നത്. ഈ പ്രക്രിയയില് ഓക്സിജന് പ്രധാനപ്പെട്ട പങ്കുണ്ട്. ശരീരകലകളിലെ ഓക്സിജന് ആവശ്യവും ലഭ്യതയും തമ്മില് സന്തുലനം ഉണ്ടെങ്കിലേ ശാരീരിക പ്രക്രിയകള് ശരിയായ വിധത്തില് നടക്കുകയുള്ളൂ.ശ്വസന വ്യവസ്ഥയും, രക്തപര്യയന വ്യവസ്ഥയും സംയുക്തമായാണ് ഈ സന്തുലിതാവസ്ഥ നിലനിര്ത്താന് സഹായിക്കുന്നത്.
ശ്വാസകോശങ്ങളില് വെച്ച് ശ്വസന വായുവിലെ ഓക്സിജന് രക്തവുമായി കലരുന്നു. ശ്വാസകോശത്തിലെ കുഞ്ഞുകുഞ്ഞു വായുഅറകളില് (ALVEOLI) വെച്ചാണ് ഈ കൂടിക്കലരല് സംഭവിക്കുന്നത്.ഓക്സിജനെ കൈക്കൊള്ളാന് സഹായിക്കുന്നത് പ്രധാനമായും രക്തത്തിലെ വര്ണ്ണകമായ ഹീമോഗ്ലോബിനാണ്. 97% ഓക്സിജനേയും കലകളിലേക്ക് ഹീമോഗ്ലോബിന് വഹിച്ചുകൊണ്ട് പോകുന്നു. ബാക്കി മൂന്നു ശതമാനം മാത്രമാണ് പ്ലാസ്മയില് അലിയുന്നത്. ഒരു ഹീമോഗ്ലോബിന് തന്മാത്രക്ക് നാല് ഓക്സിജന് തന്മാത്രകളോട് വരെ കൂടിച്ചേരാന് കഴിയും. ഹീമോഗ്ലോബിന് ഇങ്ങനെ ഓക്സിഹീമോഗ്ലോബിന് ആയി മാറും. ഹീമോഗ്ലോബിനിലെ നാല് പ്രോട്ടീന് ചങ്ങലകളുടെ ഘടനാമാറ്റം വഴിയാണ് ഇത് സാധ്യമാകുന്നത്. പിന്നീട് ഓക്സിജന് സമൃദ്ധമായ രക്തം ശ്വാസകോശത്തില് നിന്ന് ഹൃദയത്തിന്റെ ഇടത്തെ അറയില് എത്തുന്നു.
ഈ രക്തത്തെ ഹൃദയം കലകളിലേക്ക് പമ്പ് ചെയ്യുന്നു. അവയിലുള്ള അനേകം ചെറു രക്തക്കുഴലുകളിലൂടെ ഓക്സിജന് ധാരാളമുള്ള രക്തം ഒഴുകുന്നു. കലകളിലെ ഓക്സിജന് സാന്ദ്രത രക്തത്തിലേതിനെക്കാള് കുറവായിരിക്കും. അപ്പോള് ഓക്സിജന് ഹീമോഗ്ലോബിനില് നിന്ന് വേര്പെടുന്നു. പകരം കലകളിലെ ഊര്ജ്ജ നിര്മ്മാണത്തിനിടെ ബാക്കിയായ കാര്ബണ്ഡയോക്സയിഡിനെ തിരികെ ശ്വാസകോശത്തിലേക്ക് വഹിച്ചുകൊണ്ടുവരുന്നു. ഭൂരിഭാഗം കാര്ബണ്ഡയോക്സയിഡും പ്ലാസ്മയിലാണ് ലയിക്കുക. കുറച്ച് കാര്ബമിനോ ഹീമോഗ്ലോബിന് ആയും, കുറച്ച് കാര്ബണേറ്റ് ആയും ഹൃദയം വഴി ശ്വാസകോശത്തില് തിരിച്ചെത്തുന്നു. രക്തത്തില് നിന്ന് വേര്പെട്ട് കാര്ബണ്ഡയോക്സൈഡ് ശ്വാസനാളിയിലൂടെ പുറത്തേക്ക് പോകുന്നു. ഇതിനിടെ പല ശ്വസന എന്സൈമുകളും പ്രവര്ത്തിക്കുകയും നിരവധി ഭൗതിക രാസമാറ്റങ്ങള് സംഭവിക്കുകയും ചെയ്യുന്നുണ്ട്. ശ്വസനം ഒരു അനൈച്ഛിക പ്രവര്ത്തനമാണ്. നാമറിയാതെ തന്നെ ഇവയെല്ലാം ഞൊടിയിടയില് നടക്കുമെന്നര്ത്ഥം. ശരീരത്തിലെ നിരവധി അവയവങ്ങളും രക്തക്കുഴലുകളും പേശികളമെല്ലാം ഈ പ്രക്രിയയില് പങ്കെടുക്കുന്നുണ്ട്. മെഡുല്ലയും മസ്തിഷ്ക കാണ്ഡത്തിലെ ന്യൂറോണുകളും ഉള്പ്പടെ തലച്ചോറിലെ വിവിധ ഭാഗങ്ങള് ശ്വസന പ്രക്രിയയെ നിയന്ത്രിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു.
ഓക്സിജന് അപര്യാപ്തത : ഹൈപ്പോക്സിയയും ഹൈപ്പോക്സീമിയയും
ഓക്സിജന് കുറവുള്ള അന്തരീക്ഷം, മലിനമായ വായു,ശ്വാസകോശ തകരാറുകള്, ഹൃദ്രോഗം, രക്തക്കുഴലുകള്ക്ക് ഉണ്ടാകുന്ന കേടുപാടുകള് എന്നിവയൊക്കെ ശരീരത്തിലെ ഓക്സിജന് ചംക്രമണത്തെ തകരാറിലാക്കും. ഇത് ഓക്സിജന് അപര്യാപ്തതക്ക് കാരണമാകാം. രക്തത്തിലെ ഓക്സിജന്റെ കുറവാണ് ഹൈപ്പോക്സീമിയ (Hypoxemia). ഇത് ശ്വാസകോശത്തകരാറുകള്, ഹീമോഗ്ലോബിന്റെ കുറവ് തുടങ്ങി പല കാരണങ്ങള് കൊണ്ട് ഉണ്ടാവാം. ശരീര കലകള്ക്ക് ആവശ്യമായ ഓക്സിജന് ലഭിക്കാത്ത അവസ്ഥയാണ് ഹൈപ്പോക്സിയ (Hypoxia).
ഹൈപ്പോക്സീമിയ ഹൈപ്പോക്സിയക്ക് കാരണമാകും എങ്കിലും എല്ലായ്പോഴും ഇത് രണ്ടും ഒരുമിച്ച് സംഭവിക്കണം എന്നില്ല. ഉദാഹരണത്തിന് സയനൈഡ് വിഷബാധയില് രക്തത്തിലെ ഓക്സിജന് നില ഉയര്ന്നിരിക്കുമ്പോഴും ഹൈപ്പോക്സിയ സംഭവിക്കുന്നു. ഭക്ഷ്യവസ്തുക്കളില് നിന്നുള്ള ഊര്ജ്ജം സംഭരിക്കും പോലെ ഓക്സിജന് ശരീരത്തില് സംഭരിക്കാന് കഴിയില്ല. അത് നിരന്തരം പുറത്തുനിന്ന് ലഭ്യമാകുകയും കാര്ബണ് ഡയോക്സൈഡുമായി കൈമാറ്റം ചെയ്യുകയും വേണം. ഒന്നര മിനിറ്റ് വരെ മാത്രമേ ഓക്സിജന് ഇല്ലാതെ ജീവിക്കാന് കഴിയൂ. ഇതില് കൂടുതല് സമയം ഹൈപ്പോക്സിയ നീണ്ടുനിന്നാല് അവയവങ്ങളുടെ പ്രവര്ത്തനം നിലക്കാനും മരണത്തിനും കാരണമാകും.
കോവിഡും ഹൈപ്പോക്സിയയും
കോവിഡ് രോഗബാധയെ അതീവ അപകടകരമാക്കുന്നത് പ്രത്യക്ഷ ലക്ഷണങ്ങള് ഒന്നുമില്ലാതെ പെട്ടെന്നുണ്ടാകുന്ന ഓക്സിജന് നില താഴലാണ്. സാധാരണ ശരീരത്തിലെ ഓക്സിജന് സാന്ദ്രത താഴുമ്പോള് അസ്വസ്ഥതയും ശ്വാസതടസ്സവും ഉണ്ടാവും. അതുകൊണ്ടുതന്നെ ലക്ഷണങ്ങള് തിരിച്ചറിഞ്ഞ് പെട്ടെന്ന് വൈദ്യസഹായം ലഭ്യമാക്കാന് കഴിയും. എന്നാല് കോവിഡ് ബാധിതരില് ഉണ്ടാകുന്ന നിശബ്ദ ഹൈപ്പോക്സീമിയ/ഹൈപോക്സിയ എന്ന അവസ്ഥയില് പ്രത്യക്ഷമായി എന്തെങ്കിലും ലക്ഷണമോ, ശ്വസിക്കാന് ബുദ്ധിമുട്ടോ അനുഭവപ്പെടുന്നില്ല. അതുകൊണ്ട് തന്നെ ഹാപ്പി ഹൈപ്പോക്സിയ എന്നും ഇത് അറിയപ്പെടുന്നു. അവയവങ്ങളിലെ ഓക്സിജന് നില താഴ്ന്ന് അവ പണിമുടക്കുകയും ഹൃദയത്തിന്റെ പ്രവര്ത്തനം നിന്നുപോകുകയും ചെയ്യുമ്പോഴാണ് മരണം സംഭവിക്കുന്നത്. ഇതുകൊണ്ടാണ് അപകട സാധ്യതയുള്ള രോഗികള് പള്സ് ഓക്സിമീറ്റര് ഉപയോഗിച്ച് രക്തത്തിലെ ഓക്സിജന്റെ സാന്ദ്രത ചെറിയ ഇടവേളകളില് അളന്നു കൊണ്ടിരിക്കണം എന്ന് പറയുന്നത്. പുറത്തുനിന്ന് വെന്റിലേറ്റര് സഹായത്തോടെ ഓക്സിജന് നല്കി ഇത്തരം രോഗികളുടെ മരണ സാധ്യത കുറക്കാന് കഴിയും. മെഡിക്കല് ഓക്സിജന്റെ കുറവ് കോവിഡ് മരണനിരക്ക് കൂട്ടുന്നത് ഇങ്ങനെയാണ്.
പല പഠനങ്ങളും നടന്നിട്ടുണ്ടെങ്കിലും കോവിഡ്-19 വൈറസ് അവിചാരിതമായ ഓക്സിജന് അപര്യാപ്തതയിലേക്ക് നയിക്കുന്നത് എങ്ങനെയാണ് എന്ന് ഇപ്പോഴും കൃത്യമായിട്ടറിയില്ല. കോവിഡ് വൈറസ് ശരീരത്തിലെത്തി ഏതാനും ദിവസങ്ങള്ക്കുള്ളില് ശരീരത്തിലെ രോഗപ്രതിരോധ സംവിധാനം അതിനെ നേരിടാനുള്ള കടുത്ത പോരാട്ടത്തില് ഏര്പ്പെടുന്നു. ഈ പ്രതിരോധത്തിന്റെ ഭാഗമായിട്ടാണ് ശ്വാസകോശത്തിലെ ചെറു അറകളിലും രക്തക്കുഴലുകളിലും നീര്ക്കെട്ടുണ്ടാകുന്നത്. ഇത് ഓക്സിജനെ സ്വീകരിക്കാനുള്ള ശ്വാസകോശത്തിന്റെ കഴിവിനെ കുറയ്ക്കും. സാധാരണ വൈറസ് ബാധകളില് അതുകൊണ്ട് ശ്വസിക്കാന് ബുദ്ധിമുട്ടുണ്ടാകും. രക്തക്കുഴലുകള് ചുരുക്കി തകരാറ് സംഭവിച്ച ശ്വാസകോശ ഭാഗങ്ങളിലേക്കുള്ള രക്തമൊഴുക്ക് തടഞ്ഞാണ് ഓക്സിജന് കുറവ് പരിഹരിക്കാന് ശരീരം ശ്രമിക്കാറ്. എന്നാല് കോവിഡ് രോഗബാധയില് ഇങ്ങനെ സംഭവിക്കുന്നില്ല എന്ന് ഗവേഷകര് അനുമാനിക്കുന്നു. ശ്വാസകോശത്തില് രക്തം കട്ടപിടിച്ച്, ചെറിയ തടസ്സങ്ങള് ഉണ്ടായി രക്തചംക്രമണം കുറയുന്നു എന്നും രക്തത്തിന്റെയും ഓക്സിജന്റെയും കൈമാറ്റത്തിന്റെ അനുപാതത്തില് ഉണ്ടാകുന്ന വ്യത്യാസവുമൊക്കെ കാരണമായി കരുതപ്പെടുന്നു എങ്കിലും കൃത്യമായ തെളിവുകളില്ല. ശ്വസനപ്രക്രിയയെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന തലച്ചോറിന്റെ ഭാഗങ്ങളെ ബാധിക്കുന്നത് കൊണ്ടാവാം എന്നും അഭിപ്രായമുണ്ട്. ഏതായാലും കോവിഡ് മരണങ്ങളിലെ പ്രധാന വില്ലനാണ് ഈ നിശബ്ദ ശ്വസനത്തകരാറ്.
ഓക്സിജനും അതിജീവന സാധ്യതയും
വികസിത രാജ്യങ്ങളിലെ രോഗികള്ക്ക് ഏറ്റവും വ്യാപകമായി നല്കപ്പെടുന്ന ചികിത്സാ സഹായി ഓക്സിജന് ആണത്രേ. ഒരു നൂറ്റാണ്ടിലേറെ നീണ്ടതാണ് ഓക്സിജന് ചികിത്സയുടെ ചരിത്രം. ഓക്സിജന് അപര്യാപ്തത അനുഭവപ്പെടുന്ന രോഗികളില് വായു അറകള് ചുരുങ്ങി ശ്വാസകോശം വികസിക്കാന് കഴിയാത്ത അവസ്ഥയിലാകുന്നു. പുറത്തുനിന്ന് ഓക്സിജന് കൊടുത്ത് ഈ ചുരുങ്ങല് കുറക്കാന് കഴിയും. ഹൈപ്പോക്സീമിയ ഉള്ളവര്ക്കും, അമിതമായി,കാര്ബണ്ഡയോക്സൈഡ് ശ്വസിക്കാന് ഇടയായാലുമെല്ലാം കൃത്രിമ ശ്വസന സഹായം നല്കാറുണ്ട്. ശ്വാസകോശത്തിലേക്ക് നേരിട്ട് ട്യൂബ് വഴിയും, മാസ്ക് വഴിയുമൊക്കെ ഓക്സിജന് നല്കുന്നു. തണുപ്പിച്ച് ദ്രവരൂപത്തിലോ, വാതക രൂപത്തില് സിലിണ്ടറുകളിലോ സൂക്ഷിക്കാം.സ്വയം ഉപയോഗിക്കാവുന്ന ചെറിയ കിറ്റുകളില് രാസപ്രവര്ത്തനം വഴി തത്സമയം ഉത്പാദിപ്പിക്കാറുമുണ്ട്. ഗാഢത , മര്ദ്ദം, പ്രവാഹ നിരക്ക് എനിവയൊക്കെ പ്രധാനമാണ്. കടുത്ത ആസ്തമ, Chronic obstructive pulmonary disease (COPD), എന്നിവയൊക്കെ ഉള്ള രോഗികളില് ഓക്സിജന് പിന്തുണ ആശ്വാസം പകരാനും, ജീവന് രക്ഷിക്കാനും സഹായിക്കും. കോവിഡ് രോഗികളില് ഹൈപ്പോക്സീമിയ നേരത്തെ തിരിച്ചറിഞ്ഞ് ഓക്സിജന് നല്കുന്നത് മരണസാധ്യത ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കുന്നു.
ഇത് വ്യാവസായിക ഓക്സിജന്റെ കാര്യത്തില് ബാധകമല്ല. വ്യാവസായിക രാസപ്രവര്ത്തനങ്ങളില് ഓക്സീകാരി ആയാണ് ഓക്സിജന് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. ഇത് വേണ്ടത്ര ശുദ്ധമാകണം എന്നില്ല. പൊടിയും മറ്റ് മാലിന്യങ്ങളും ഉണ്ടാകാം എന്ന് മാത്രമല്ല ഗാഢതയിലും വ്യത്യാസമുണ്ടാകാം. വൈദ്യസഹായത്തോടെ/നിര്ദ്ദേശമനു
ധമനികളിലൂടെ ഓക്സിജൻ കടത്തിവിട്ട് കാൻസർ ഉൾപ്പടെയുള്ള മാറാരോഗങ്ങൾ മാറ്റാമെന്ന് പ്രചരിപ്പിക്കുകയും ഇത്തരം തെറാപ്പി നടത്തുകയും ചെയ്യുന്നവരുണ്ട്. ഇത് മറ്റ് കപട ചികിത്സാ രീതികൾ പോലെ തന്നെ അപകടകരമാണ്. ആരോഗ്യ പ്രശ്നങ്ങൾ ഉള്ളവരിൽ ഓക്സിജൻ വിഷബാധ മരണത്തിന് വരെ കാരണമാകാം. ഹൃദ്രോഗം, ശ്വാസകോശ രോഗങ്ങൾ തുടങ്ങിയവ ഉള്ളവർ ഓക്സിജൻ ബാറുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നതും അപകടകരമാകാം.
മരങ്ങള് ഓക്സിജന് നിര്മ്മിക്കുമോ?
കോവിഡ് കാലത്ത് കൃത്രിമ ഓക്സിജന് അല്ല ശ്വാസംമുട്ടല് ഒഴിവാക്കാന് മരങ്ങള് നടുകയാണ് വേണ്ടത് എന്ന് മറ്റു രംഗങ്ങളില് പ്രമുഖരായ പലരും അഭിപ്രായപ്പെട്ടിരുന്നു. കോവിഡ് ബാധയില് അന്തരീക്ഷത്തില് ഓക്സിജന് കുറയുന്നതല്ല, ശ്വാസകോശത്തിന് വേണ്ട രീതിയില് ആഗിരണം ചെയ്ത് ഉപയോഗിക്കാന് കഴിയാത്തതാണ് ശ്വാസം മുട്ടലിനും , മരണത്തിനും കാരണം എന്ന് വ്യക്തമാണ്. മരം നട്ടതുകൊണ്ട് വൈറസ് ഉണ്ടാക്കുന്ന ശ്വാസതടസ്സം ഇല്ലാതാകില്ല. മനുഷ്യര്ക്കും മറ്റ് ജീവികള്ക്കും ജീവന് നിലനിര്ത്താന് മുഴുവന് സമയവും ഓക്സിജന് ശ്വസിക്കണം.
എന്നാല് മരങ്ങളും ചെടികളും പകല് സമയത്ത് പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തില് ഏര്പ്പെടുമ്പോള് ഓക്സിജന് പുറത്ത് വിടുന്നു. സൂര്യനില് നിന്നുള്ള ഊര്ജ്ജം ഉപയോഗിച്ച് കാര്ബണ്ഡയോക്സൈഡിനെ അന്നജം ആക്കിമാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയിലൂടെ ആണിത്. അതേസമയം ഇതേ സസ്യങ്ങള് കോശശ്വസന പ്രക്രിയയ്ക്ക് ഓക്സിജന് ഉപയോഗിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. പകല് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഓക്സിജന്റെ പകുതിയില് ഏറെയും ഇങ്ങനെ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരു ആവാസ വ്യവസ്ഥയായി പരിഗണിച്ചാല് ബാക്കി വരുന്ന ഓക്സിജനും മരത്തെ ആശ്രയിച്ച് കഴിയുന്ന സൂക്ഷ്മ ജീവികള് ശ്വസനത്തിനായി ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. അതുകൊണ്ട് മരം നട്ടാല് അന്തരീക്ഷത്തില് ഓക്സിജന് ഉണ്ടാവില്ല. എങ്കിലും പാരിസ്ഥിതിക സന്തുലനം നിലനിര്ത്താന് മരങ്ങളുടെ സാന്നിദ്ധ്യം ആവശ്യമാണ്. മരങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചുള്ള ജൈവവ്യവസ്ഥകള് സംരക്ഷിക്കപ്പെടുകയും വേണം.
അധിക വായനയ്ക്ക്
- https://respiratory-research.
biomedcentral.com/articles/10. 1186/s12931-020-01462-5 - https://www.sciencedirect.com/
science/article/abs/pii/ S0025619620303670 - https://www.sciencedaily.com/
releases/2020/11/201119153946. htm - https://www.news-medical.net/
health/Hypoxemia-in-COVID-19. aspx - https://lunginstitute.com/
blog/low-blood-oxygen-affects- body/