શ્વસન (respiration) (પ્રાણીશાસ્ત્ર)

શ્વસન (respiration) (પ્રાણીશાસ્ત્ર)

કાર્યશક્તિની ઉપલબ્ધિ, તેનું વિમોચન અને તેની ઉપયોગિતા(utility)ના અનુસંધાનમાં શરીર દ્વારા પર્યાવરણમાંથી થતો પ્રાણવાયુનો સ્વીકાર અને કાર્બન ડાયૉક્સાઇડનો થતો ત્યાગ. પ્રાણીઓમાં આ વાયુઓનો વિનિમય ત્રણ તબક્કે થાય છે : બાહ્ય શ્વસન, આંતરિક શ્વસન અને કોષીય શ્વસન. બાહ્ય શ્વસનમાં પર્યાવરણ અને શરીર વચ્ચે ઉપર્યુક્ત વાયુઓની આપલે થતી હોય છે.

બાહ્ય શ્વસનાંગો આ કાર્ય સાથે સંકળાયેલાં છે. આંતરિક શ્વસનમાં રુધિરમાં આવેલા શ્વસનરંજકો (respiratory pigments) પ્રાણવાયુનો સ્વીકાર કરી તેને શરીરના વિવિધ કોષોને પહોંચાડે છે અને બાહ્ય શ્વસનાંગોમાં કાર્બન ડાયૉક્સાઇડનો ત્યાગ કરે છે. શરીરમાં થતી ચયાપચયી પ્રક્રિયામાં ATP નામના ઉચ્ચકાર્યશક્તિક અણુઓ અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. આ ATPના અણુઓને કાર્યશક્તિના ચલન તરીકે ઉલ્લેખવામાં આવે છે. શરીરમાં થતી બધી ચયાપચયી પ્રક્રિયાઓ ATPના વિઘટનથી મુક્ત થતી કાર્યશક્તિને આભારી છે. કોષીય શ્વસન દરમિયાન ATPના અણુઓ બંધાતા હોય છે. ATPના આ નિર્માણમાં પ્રાણવાયુ વપરાય છે. શ્વસનપ્રક્રિયા દરમિયાન થતા કાર્બોદિતો જેવા જૈવી અણુઓના વિઘટન દરમિયાન CO₂ અણુ મુક્ત થતો હોય છે.

બાહ્ય શ્વસન : પર્યાવરણમાંથી પ્રાણવાયુને પ્રાપ્ત કરીને બાહ્ય શ્વસનાંગો રુધિરને પહોંચાડે છે. તે જ પ્રમાણે રુધિરમાંથી અંગારવાયુને મેળવી પર્યાવરણમાં તેનો ત્યાગ કરે છે. પૃષ્ઠવંશી જલજીવી પ્રાણીઓ મુખ્યત્વે પાણીમાં ઓગળેલ પ્રાણવાયુને ઝાલરાંગો દ્વારા સ્વીકારે છે અને અંગારવાયુનો ત્યાગ કરે છે. તે જ પ્રમાણે જમીન ઉપરનાં પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓ વાતાવરણમાં આવેલ પ્રાણવાયુનો સ્વીકાર અને અંગારવાયુનો ત્યાગ કરે છે. ઉભયજીવી પ્રાણીઓ ત્વચા દ્વારા પણ હવાની આપલે કરતાં હોય છે.

(અ) વાયુના અણુઓ વધારે આંશિક (partial) દબાણવાળા ક્ષેત્રમાંથી ઓછા આંશિક દબાણવાળા ક્ષેત્ર તરફ વહેતા હોય છે; (આ) વાયુના શોષણની ગતિ શ્વસનાંગોની બાહ્ય સપાટી પર આધાર રાખે છે; (ઇ) સપાટીના ક્ષેત્રમાં વધારો થતાં શ્વસનાંગોમાં થતા વાયુના શોષણનું પ્રમાણ વધે છે.

જલજીવી પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓની ઝાલરો : માછલીઓના કંઠપ્રદેશ સાથે સંકળાયેલી આ ઝાલરો કંઠનળીની પાર્શ્ર્વ બાજુએ આવેલા કંકાલતંત્રની ઝાલરકમાન (gill-arche) સાથે જોડાયેલી હોય છે. કંઠનળીના આ ભાગને ઝાલરખંડ (gill-chamber) કહે છે. અસ્થિમત્સ્યોમાં આ ખંડ ઝાલર-ઢાંકણ (operculum) વડે ઢંકાયેલો હોય છે. અસ્થિમત્સ્યોમાં ઝાલરોની ચારે જોડ આવેલી છે. પ્રત્યેક ઝાલર (holobranch) બે અર્ધઝાલરો(hemibranchs)ની બનેલી હોય છે. આ અર્ધઝાલરો એક સામાન્ય વિટપ (septum) સાથે જોડાયેલી હોય છે. પ્રત્યેક અર્ધઝાલર અનેક ચપટા ઝાલરતંતુઓ(gill filaments)માં વિભાજિત હોય છે. વળી પ્રત્યેક ઝાલરની બાહ્યસપાટી અનેક ગડીઓના સ્વરૂપે વિસ્તરેલી હોય છે. આ ગડીઓને લીધે એકીસાથે વધુ પ્રમાણમાં પર્યાવરણના પાણીમાં ઓગળેલ હવાની અવરજવર થઈ શકે છે. ઝાલરતંતુઓની બાહ્યસપાટીએ છવાયેલી અધિચ્છદીય (epithelial) પેશી સ્તંભાકાર (columnar) અને ઘનાકાર (cuboidal) આમ બે પ્રકારના કોષો ધરાવે છે. ગડીઓના મધ્યભાગમાં શ્વેતતંતુઓના બનેલા સ્થાણુકોષો (pilaster cells) આવેલા હોય છે. ઝાલરતંતુઓમાંથી અંતર્વાહી (afferent) અને બહિર્વાહી (efferent) એમ બે પ્રકારની ધમનીઓ પસાર થતી હોય છે; જ્યારે આ બે ધમનીઓ વચ્ચે રુધિર-કેશિકાજાળ પ્રસરેલી હોય છે.

મુખગુહા વડે કંઠનળીમાંથી પસાર થતું પાણી ઝાલરખંડમાં પ્રવેશીને ઝાલરતંતુઓના સંપર્કમાં આવતાં હવાની આપલે, અંતર્વાહી ધમનીમાંથી કેશિકાજાળમાં પસાર થતા રુધિર સાથે થાય છે. રુધિર હવે બહિર્વાહી ધમનીમાંથી પસાર થઈને હૃદય તરફ વહે છે. દરમિયાન ઝાલરખંડમાં પ્રવેશેલું પાણી ઝાલર-ઢાંકણ ખૂલી જવાથી જળાશયના પાણી સાથે ભળે છે.

કાસ્થિમત્સ્યો(cartilagenous fishes)માં ઝાલરખંડના સ્થાને 5થી 7 જેટલી નલિકાઓ આવેલી હોય છે. ઝાલરની અર્ધઝાલરો બે નલિકાઓ વચ્ચે આવેલ દીવાલ સાથે ચોંટેલી હોય છે. આમ દીવાલ વિટપની ગરજ સારે છે. ઝાલરખંડના અભાવમાં કાસ્થિમત્સ્યોમાં ઝાલર-ઢાંકણ હોતું નથી. પ્રત્યેક નલિકામાંથી કંઠનળીમાંથી પસાર થતા જળાશયીન પાણીને સ્વીકારીને નલિકાનાં બાહ્ય ઝાલરછિદ્રો (gillslits) વાટે બહાર કઢાય છે.

બાહ્ય ઝાલરો : કેટલાંક ઉભયજીવીઓ બાલ્યાવસ્થામાં ડિમ્ભના સ્વરૂપે જળાશયમાં જીવન પસાર કરે છે. આ ડિમ્ભોની બાહ્યસપાટીમાં શ્વાસોચ્છ્વાસ માટે બાહ્ય (external) ઝાલરો આવેલી હોય છે. દેડકાના ડિમ્ભને ટૅડ્પોલ કહે છે અને તે બાહ્ય ઝાલરોની ત્રણ જોડ ધરાવે છે. રૂપાંતરણ દ્વારા પુખ્ત અવસ્થામાં આવતી વખતે આ ઝાલરો અપકર્ષ પામે છે. સપુચ્છ ઉભયજીવીઓ પુખ્તાવસ્થામાં પણ જલજીવી જીવન પસાર કરે છે અને તે બાહ્ય ઝાલરયુક્ત હોય છે.

ત્વચીય શ્વસન : દરિયાઈ કિનારા પાસે વાસ કરતી પંક-લંઘી (mud skipper) અને વામ (eel) જેવી માછલીઓ પાણીમાંથી બહાર આવીને ભીની જમીનમાં સર્પગતિએ પ્રચલન કરે છે અને વાતાવરણમાંથી આવેલ હવાથી શ્વાસોચ્છ્વાસ લે છે. કેટલીક બિડાલ મત્સ્ય (cat fishes) પણ ત્વચીય શ્વસન કરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. આ માછલીને ભીંગડાં હોતાં નથી.

પાદવિહોણા (apoda) સાલામાંડર જેવા ઉભયજીવીઓ પુખ્તાવસ્થામાં મોટેભાગે જમીન પર પોતાનું જીવન પસાર કરે છે. ઉભયજીવી દેડકો અને ટૉડ પણ જમીન પર જીવન પસાર કરતા હોય છે. ઉપર્યુક્ત ઉભયજીવીઓની ત્વચા લીસી અને શ્લેષ્મલ હોય છે અને તે શ્વાસોચ્છ્વાસ માટે અનુકૂળ હોય છે.

ફેફસાં (lungs) : ચતુષ્પદી (quadraped) પૃષ્ઠવંશીઓના ઉરસ પ્રદેશમાં ફેફસાંની એક જોડ આવેલી છે. દેડકાં અને સરીસૃપોનાં ફેફસાં કોથળી આકારનાં હોય છે. પક્ષીઓમાં અને સસ્તનોમાં ફેફસાં સ્પંજ જેવી પેશીનાં બનેલાં હોય છે. તેઓ સ્થિતિસ્થાપકતાનો ગુણ ધરાવે છે અને ઉરસીય ગુહા(thoracic cavity)માં બંધ બેસે છે.

ઉભયજીવી પ્રાણીઓ : દેડકાની મુખગુહા વાતાવરણિક શ્વાસોચ્છ્વાસમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. મુખગુહાની સપાટીય દ્વિતપ્રસાધન (hyoid apparatus) કંકાલતંત્ર આવેલું હોય છે. મુખગુહીય શ્વસન દરમિયાન કંકાલતંત્રના સ્નાયુઓ સંકોચન પામવાથી મુખગુહાનો વિસ્તાર વધે છે અને દેડકાની આંખ પાસે આવેલાં બાહ્યનાસિકાછિદ્રોમાંથી હવા મુખગુહામાં પ્રવેશે છે. મુખગુહાની સપાટી કેશિકાજાલ વડે સારી રીતે સધાયેલી હોય છે અને ત્યાં હવાની આપલે થાય છે. જોકે વખતોવખત કંકાલતંત્રના સ્નાયુઓના શિથિલન સાથે ફેફસાંનું દ્વાર ખૂલી જતાં હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે. પરિણામે ફેફસાં પણ શ્વાસોચ્છ્વાસ કરે છે.

સરીસૃપો : આ પ્રાણીઓની બાહ્ય શ્વસનપ્રક્રિયા તેમનાં શરીરનાં ધડપ્રદેશ અને અંત:સ્થ (visceral) અંગોના સ્નાયુઓનાં સંકોચન અને શિથિલતાને આભારી છે. શ્વસનપ્રક્રિયા દરમિયાન શ્વસનછિદ્રો અને શ્વાસદ્વાર (glottis) ખૂલી જવાથી ફેફસાંમાં હવા પ્રવેશે છે. જોકે મોટાભાગના સરીસૃપોમાં શ્વાસોચ્છ્વાસ-પ્રક્રિયા આવર્તિક (periodical) હોય છે. સરીસૃપો વિશ્રાંતિ અવસ્થા દરમિયાન ધીમી ગતિએ શ્વાસોચ્છ્વાસની લે-મૂક કરતા હોય છે અને સામાન્યપણે શ્વાસદ્વાર બંધ હોય છે. કાચબામાં ઉરસ પ્રદેશની પાંસળીઓ વિલીન થઈને તેમનું કવચ(shell)માં પરિવર્તન થયેલું હોવાથી કાચબામાં શ્વસનપ્રક્રિયા સહેજ જુદી રીતે થાય છે. કાચબામાં અંત:સ્થ અંગોના આવરણ રૂપે આવેલ કલા (શ્વસનપટલ) મધ્યપટલ(diaphragm)માં રૂપાંતર પામેલી હોય છે. આ મધ્યપટલની સંકોચન અને શિથિલન પ્રક્રિયાની અસર હેઠળ કવચમાં શ્વાસોચ્છ્વાસની સુવિધા થતાં પર્યાવરણ સાથે હવાની આપલે થાય છે.

પક્ષીઓ અને સસ્તન પ્રાણીઓનાં ફેફસાં : સ્થિતિસ્થાપકતાનો ગુણ ધરાવતું આ ફેફસું શંકુ (conical) આકારનું અને સળંગ અથવા તો ખંડોમાં વિભાજેલું જોવા મળે છે. હવાની આપલે સાથે સંકળાયેલો તેનો ભાગ શ્વાસનલિકા(bronchioles)નો બનેલો હોય છે અને તે ફેફસાંની મુખ્ય શ્વાસનલિકા (trachea) સાથે જોડાયેલો હોય છે, જે શ્વાસનલિકામાં ખૂલે છે. નલિકાશાખા પ્રબંધિત હોય છે અને તેની અંત્યશાખા (terminal bronchioles) શ્વસન એકમો તરીકે આવેલ શ્વાસકોથળીઓ(alveolar sacs)માં ખૂલે છે. પ્રત્યેક શ્વાસકોથળી વીસેક જેટલી કૂપિકાઓ(alveoli)ની બનેલી હોય છે. કૂપિકાઓની દીવાલ શ્વસન-રુધિર-કેશિકાજાલ (respiratory blood capillaries) વડે સારી રીતે સધાયેલી હોય છે.

પક્ષીઓનાં ફેફસાં સાથે વાયુકોથળી (airsacs) નામે ઓળખાતી અંગિકાઓની પાંચ જોડ જોડાયેલી હોય છે. તેથી શ્વસન દરમિયાન પ્રવેશેલી હવા ફેફસાંમાંથી વાયુકોથળીઓમાં વહે છે. વાયુકોથળીઓમાં રહેલ હવાને લીધે પક્ષીઓનું શરીર વજનની દૃષ્ટિએ હલકું (light) રહે છે.

પક્ષીઓનું શ્વસન : પક્ષીઓની ઉરસ્-ગુહાની ફરતે પાંસળી (ribs) અને ઉરોસ્થિ (sternum) અસ્થિનું બનેલું એક પાંજરું આવેલું હોય છે. તેની ખાલી જગ્યા વાયુકોથળીઓથી પુરાયેલી હોય છે. પાંજરા સાથે સંકળાયેલ સ્નાયુઓના સંકોચનથી ઉરોસ્થિનું વિસ્થાપન બાહ્ય દિશાએ થતાં ઉરસીય ગુહાનો વિસ્તાર વધે છે અને ફેફસાં સહેજ ફૂલે છે. તેને લીધે બાહ્ય નસકોરાંમાંથી હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે. ત્યારબાદ ઉરસ્-પ્રદેશના કેટલાક અને મધ્યપટલ સ્નાયુઓના સંકોચનથી ઉરસીય ગુહાનો વિસ્તાર ઘટે છે અને તેના દબાણ હેઠળ હવા વાયુકોથળીઓમાંથી ફેફસાં વાટે પસાર થઈને નસકોરાં દ્વારા બહાર નીકળી જાય છે.

પક્ષીઓના ઉડ્ડયન દરમિયાન બાહ્ય શ્વસનપ્રક્રિયા પાંખોની થતી હિલચાલ સાથે સમક્રમિક (synchronised) થાય છે. પાંખની ગતિ ઉપરની દિશાએ થતાં ઉરસ્-ગુહાનો વિસ્તાર વધે છે અને હવા શ્વસનતંત્રમાં પ્રવેશે છે. પાંખની ગતિ નીચલી દિશાએ થવાથી ઉરસ્-ગુહાનો વિસ્તાર ઘટી જતાં હવા શ્વસનતંત્રમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. ફેફસાંમાંથી વાયુકોથળી તરફ વહેતી હવામાં આવેલ પ્રાણવાયુને શ્વસન-રુધિરકેશિકા જાલ સંપૂર્ણપણે શોષે છે. તેથી પક્ષીનાં ફેફસાંને કાર્યક્ષમ વિસ્તરણશીલ અંગ તરીકે વર્ણવી શકાય. આ કાર્યક્ષમતા ઉડ્ડયનને લીધે પક્ષીની અપેક્ષિત ઊંચી કક્ષાની ચયાપચયી પ્રક્રિયા સાથે સુસંગત છે.

સસ્તનોમાં શ્વસન : આમ તો ઉરોદરપટલના સ્નાયુઓનાં સંકોચનથી ઉરસ્-ગુહાનો વિસ્તાર વધી જતાં ફેફસાં ફૂલે છે અને નાક વાટે હવા ફેફસાંમાં પ્રવેશે છે; પરંતુ ફેફસાંમાં આવેલ હવાનું શોષણ સંપૂર્ણપણે થતું નથી. તેથી ફેફસાંમાં રહેલ શેષ હવામાં પ્રાણવાયુનો પણ સમાવેશ થયેલો હોય છે. ઉચ્છ્વાસ દરમિયાન તે શરીરમાંથી નીકળી જવાથી સસ્તનોનું બાહ્ય શ્વસન સહેજ ખામીયુક્ત હોય છે તેમ કહી શકાય.

આંતરિક શ્વસન : રુધિરમાં શ્વસનરંજકો (respiratory pigments) નામે ઓળખાતા જૈવી અણુઓ વાયુઓના વાહકો તરીકે આવેલા છે. મુખ્યત્વે તેઓ લોહ (Fe⁺⁺) અને તામ્ર (Cu⁺⁺) ખનિજતત્વોના બનેલા હોય છે, જે વાયુઓના વહનમાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. જોકે આ રંજકો પાણીમાં અલ્પદ્રાવ્ય હોવાથી રુધિરરસ (blood plasma) દ્વારા અત્યંત અલ્પ પ્રમાણમાં વાયુનું વહન થઈ શકે છે. પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં આ શ્વસનરંજકો રક્તકણો(red blood corpuscles)માં સંઘરેલા હોય છે અને આશરે  97 % જેટલું વાયુનું વહન રક્તકણો દ્વારા થાય છે.

પ્રાણીઓમાં 4 પ્રકારના શ્વસનરંજકો હોય છે : હીમોગ્લોબિન, હીમોસાયનિન, હીમોઍરિથ્રિન અને ક્લૉરોક્રુઓરિન.

1. હીમોગ્લોબિન લોહયુક્ત હોય છે. પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં તેના કણો રક્તકણોમાં સમાયેલા હોય છે. તદુપરાંત હીમોગ્લોબિન કૃમિ, મૃદુકાયો અને કીટકોમાં પણ હોય છે. જોકે તે રુધિરરસમાં ઓગળેલું હોય છે.

2. મૃદુકાયો અને સ્તરકવચી પ્રાણીઓમાં હીમોસાયનિન હોય છે. Cu⁺⁺ ખનિજ તત્વને લીધે રુધિર રંગે વાદળી બને છે. તે પ્રાણવાયુનો સ્વીકાર તેમજ ત્યાગ ઝડપથી કરે છે. પર્યાવરણમાં પ્રાણવાયુનું પ્રમાણ વધારે હોય તેવા સંજોગોમાં તે આદર્શ શ્વસનરંજકની ગરજ સારે છે.

3. હીમોઍરિથ્રિનમાં Fe⁺⁺ ખનિજ પરમાણુ હોય છે. રંગે આ શ્વસનરંજક ગુલાબી (pink) હોય છે. બહુલોમી (polycheat) નૂપુરકો તેમજ સાયપન ક્યુલસ જેવા ગૌણ સમુદાયનાં પ્રાણીઓમાં આવેલું હોય છે.

4. ક્લૉરોક્રુઓરિન પણ Fe⁺⁺ યુક્ત હોય છે. પ્રાણવાયુનું પ્રમાણ ઓછું હોય ત્યારે તે રંગે લીલું, જ્યારે પ્રાણવાયુનું પ્રમાણ વધવાથી તે રાતું બને છે. આ રંજક કેટલાંક બહુલોમીઓમાં જોવા મળે છે.

પ્રાણવાયુ રુધિરમાંથી પસાર થતી વખતે શ્વસનરંજક સાથે એક અસ્થાયી  સંયોજન બનાવે છે. જ્યારે પેશીમાં વપરાતા પ્રાણવાયુને લીધે તેનું પ્રમાણ નહિવત્ હોવાથી પ્રાણવાયુનું વિમોચન થાય છે. દાખલા તરીકે, હીમોગ્લોબિન (Hb) સાથે થતી આ પ્રક્રિયાને નીચે મુજબ સમજાવી શકાય :

O₂ + Hb OxyHb (ઑક્સિહીમોગ્લોબિન)

CO₂ના સ્વીકાર સાથે સંકળાયેલી પ્રક્રિયા :

H₂CO₃ (કાર્બનિક ઍસિડ)ને લીધે અમ્લતાનું પ્રમાણ વધવાથી pHના સંકેન્દ્રણમાં ઉમેરો થાય છે. આ વધારો શરીર માટે ઘાતક નીવડી શકે છે. તેથી હવામાં અંગારવાયુનું પ્રમાણ વધારે હોય તેવા સ્થળેથી વહેલી તકે ખસી જવું તે હિતાવહ છે.

કોષીય શ્વસન (cellular respiration) : કોષીય શ્વસન દરમિયાન કોષમાં સંઘરેલા ગ્લુકોઝ જેવા કાર્બોદિત અણુના ક્રમવાર થતા વિઘટનને લીધે કાર્યશક્તિનું વિમોચન થતું હોય છે. ADP, NAD જેવા અણુઓ મુક્ત થતી આ શક્તિને રાસાયણિક બંધ(chemical bonds)ના સ્વરૂપમાં સંઘરવાની ક્ષમતા ધરાવે છે. ADP અણુ Pi (H₃PO₄) અણુ સાથે થતા સંયોજન દરમિયાન ઉદભવતા સહસંયોજક બંધ(covalent bond)માં આ કાર્યશક્તિનો સંગ્રહ થાય છે.

ADP + Pi → ADP ~ P → ATP

(~) ઉચ્ચ કાર્યશક્તીય સહસંયોજક બંધ. શરીરમાં થતી બધી ચયાપચયી પ્રક્રિયાઓ ATPના વિઘટન દરમિયાન મુક્ત થતી કાર્યશક્તિને આભારી હોય છે.

કાર્બોદિત અણુનું થતું ક્રમવાર વિઘટન : ગ્લુકોઝ જેવા એકલ કાર્બોદિતો (monosachcharides) શરીરમાં કાર્યશક્તિના મુખ્ય સ્રોત તરીકેની ગરજ સારે છે.

સૌપ્રથમ ગ્લુકોઝના અણુ પર થતી અવાતજીવી (anaerobic) પ્રક્રિયાની હારમાળાને ગ્લાયકોલાયસિસ (ગ્લુકોઝનું વિઘટન) કહે છે.

(અ) (1) આ પ્રક્રિયાની શરૂઆતમાં ATPના બે અણુઓ કાર્યશક્તિ પૂરી પાડે છે. (2) આ પ્રક્રિયાના અંતે ગ્લુકોઝના એક અણુદીઠ પાયરુવિક ઍસિડ(CH₃COCOOH)ના બે અણુઓ અલગ થાય છે. (3) પ્રક્રિયા દરમિયાન મુક્ત થતી કાર્યશક્તિમાંથી ATPના ચાર, જ્યારે NADH₂ના બે ઉચ્ચ કાર્યશક્તિના અણુઓ બંધાય છે.

(આ) ત્યારબાદ પાયરુવિક ઍસિડનું જોડાણ સહઉત્સેચક-A(COA) સાથે થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં થતા કાર્યશક્તિના વિમોચનના પરિણામે NADH₂નો એક અણુ ઉત્પન્ન થાય છે.

CH₃COCOOH + CO-A + NAD →

Acetyl CO-A + NADH₂ + CO₂

(ઇ) ત્યારબાદ ઍસિટાઇલ CO-A, સાયટ્રિક ઍસિડ(અથવા ક્રેબ્સચક્ર)માં પ્રવેશે છે. આ પ્રક્રિયાને લીધે ગ્લુકોઝના શેષ અણુનું સંપૂર્ણ વિઘટન થતાં CO₂ના બે અણુઓ મુક્ત થાય છે; જ્યારે વિમોચન થતી કાર્યશક્તિને લીધે NADH₂ના બે, ATPનો એક અને FADH₂નો એક  આમ ત્રણ પ્રકારના ઉચ્ચ કાર્યશક્તિક અણુઓનું સંયોજન થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિક વહન શ્રૃંખલા (electric transport chain) પ્રક્રિયા દ્વારા ATPના અણુઓનું સંયોજન : આ પ્રક્રિયાને અધીન NADH2 અને FADH2, ઉચ્ચ કાર્યશક્તિક અણુઓમાં સંઘરેલ કાર્યશક્તિના સંયોજનથી ATPના અણુઓ બંધાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન શ્વસન દ્વારા સ્વીકારેલ O₂ વપરાય છે.

આ પ્રક્રિયામાં NADH2 અણુદીઠ ATPના ત્રણ અણુઓ જ્યારે FADH₂ અણુદીઠ ATPના બે અણુઓ બંધાતા હોય છે.

ગ્લુકોઝના વિઘટન દરમિયાન મુક્ત થતી કાર્યશક્તિમાંથી ઉત્પન્ન થતા ATPના અણુઓ :

(અ) ગ્લાયકોલાયટિક પ્રક્રિયામાં ATPના 2 અણુઓ કાર્યશક્તિ પૂરી પાડે છે, જ્યારે ATPના ચાર અણુઓ અને NADH₂નો એક અણુ બંધાય છે.

(આ) ઍસિટાઇલ CO-Aના બે અણુઓના ઉત્પાદન દરમિયાન NADH₂ના બે અણુઓ બંધાય છે.

(ઇ) સાયટ્રિક ઍસિડચક્રમાં પ્રવેશ પામતાં પ્રત્યેક ઍસિટાઇલ CO-A અણુદીઠ NADH₂ બે અણુઓ, FADH₂નો એક અણુ અને ATPનો એક અણુ ઉત્પન્ન થાય છે.

સરવાળે એમ કહી શકાય કે ગ્લુકોઝના પ્રત્યેક અણુના એક મોલ વિઘટનદીઠ ATPના 38 અણુઓ ઉદ્ભવતા હોય છે. (કોષીય શ્વસનની વિગતવાર માહિતી માટે જુઓ વ્યાપ્તિલેખ ‘ચયાપચય’.)

ગ્લુકોઝના એક મોલ(180 ગ્રામ)માં 68,000 કૅલરી કાર્યશક્તિ રાસાયણિક સ્વરૂપમાં તેના સહસંયોજક (co-valent) બંધોમાં ચયાપચયી પ્રક્રિયામાં વાપરવા, અસરકારક સામગ્રી તરીકે આવેલી છે. ગ્લુકોઝના અણુના વિઘટન સાથે સંકળાયેલ પ્રક્રિયાની હારમાળાને સંક્ષિપ્તમાં આ મુજબ સમજાવી શકાય :

C₆H₂O₆ + 6O₂ → 6H₂O + 6CO₂ + 68,000 કૅલરીનું વિમોચન

શ્વાસોચ્છ્વાસની પ્રક્રિયાનું નિયમન : શરીરની પ્રાણવાયુની જરૂરિયાત તેની સક્રિયતા પર આધારિત છે. સક્રિયતા માટે કાર્યશક્તિની અગત્ય છે. શરીર ATPના વિઘટનથી કાર્યશક્તિ મેળવે છે, જ્યારે ATPના નિર્માણ માટે પ્રાણવાયુ અગત્યનો છે. કાર્યશક્તિની જરૂરિયાતને અનુલક્ષીને શ્વાસોચ્છ્વાસની ગતિનો વેગ વધારીને કે ઘટાડીને પ્રાણવાયુ શરીરમાં પ્રવેશતાં તેના પરિણામનું નિયમન થાય છે. શ્વસનનો વેગ ઘટાડવો કે વધારવો તેનું નિશ્ચયન મગજના લંબમજ્જા(medullar oblangata)માં આવેલાં શ્વસનકેન્દ્રો કરે છે. શરીરની પેશીઓ રુધિરમાંથી પ્રાણવાયુ મેળવતી હોવાથી શરીરની જરૂરિયાતને અનુલક્ષીને રુધિરમાં આવેલાં પ્રાણવાયુના તણાવ(tension)માં વધઘટ થાય છે. પ્રાણવાયુના સ્વીકાર સાથે કાર્યક્ષમતાને અનુલક્ષીને રુધિરમાં CO2નું પ્રમાણ વધી જવાથી રુધિરની અમ્લતામાં એટલે કે હાઇડ્રોજન આયનોના સંકેન્દ્રણ(pH concentration)ના પ્રમાણમાં વધારો થાય છે. જે પ્રાણીઓ માટે, ખાસ કરીને પક્ષી અને સસ્તનો જેવાં ઉચ્ચ કક્ષાનાં પૃષ્ઠવંશીઓ માટે ખતરનાક નીવડે છે. આ વધારાની અસર હેઠળ લંબમજ્જામાં આવેલાં શ્વસનકેન્દ્રો ઉત્તેજાતાં શ્વાસોચ્છ્વાસની પ્રક્રિયા વેગીલી બને છે અને તેની અસર હેઠળ CO₂ શરીરમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. તેથી ઊલટું, નીચલી કક્ષાનાં પૃષ્ઠવંશી પ્રાણીઓમાં શ્વાસોચ્છ્વાસનું નિયમન પ્રાણવાયુની વધઘટને અધીન થતું હોય છે.

કીટકોનું શ્વસનતંત્ર : કીટકોમાં શ્વસનતંત્ર તરીકે શ્વાસનાલીય તંત્ર (tracheal system) આવેલું છે. તે હવામાંથી પ્રાણવાયુને સ્વીકારીને જાતે શરીરની વિવિધ પેશીઓને પહોંચાડે છે. આ તંત્ર શ્વાસનાલીની વિવિધ શાખાઓ અને ઉપશાખાઓનું બનેલું હોય છે. તેની અંત્ય શાખાઓને સૂક્ષ્મ શ્વાસનલિકા (tracheole) કહે છે; જે શરીરના પ્રત્યેક કોષના સીધા સંપર્કમાં હોય છે.

કીટકોના ઉરસ્-પ્રદેશના વક્ષભાગની પાર્શ્ર્વબાજુએ શ્વાસ-રંધ્રોની બે જોડ જ્યારે ઉદરપ્રદેશમાં આ રંધ્રોની 7થી 8 જોડ આવેલી છે. આ રંધ્રો વડે શ્વસનતંત્ર વાતાવરણિક હવા સાથે સંપર્કમાં હોય છે. શરીર-ગુહાની પાર્શ્ર્વબાજુએ આવેલ સ્નાયુઓના સંકોચનથી કીટકોની શરીરગુહાનો વિસ્તાર વધે છે. તેની અસર હેઠળ હવા નિષ્ક્રિય રીતે શરીરમાં પ્રવેશે છે અને સૂક્ષ્મ નલિકા વડે પ્રાણવાયુ કોષમાં પ્રવેશે છે, જ્યારે આ નલિકાઓ કોષમાંથી CO₂નો સ્વીકાર કરે છે. ઉપર્યુક્ત સ્નાયુઓના શિથિલનથી સૂક્ષ્મનલિકામાં પ્રવેશેલ CO₂ શરીર બહાર ફેંકાય છે. કીટકોના શરીરની સ્નાયવિક ક્રિયાશીલતાની અસર હેઠળ ક્રિયાત્મક સંવનન(ventilation, હવાની આપલે)નું પ્રમાણ વધે છે. દાખલા તરીકે, કીટકોના ઉડ્ડયન દરમિયાન પ્રાણવાયુના ગ્રહણનું પ્રમાણ 400 ગણું વધે છે.

મોટાભાગનાં અન્ય બહુકોષીય પ્રાણીઓની જેમ કીટકોમાં રુધિરતંત્ર શ્વસનપ્રક્રિયા સાથે સંકળાયેલું હોતું નથી.

જલાચારી પુખ્ત કીટકો વખતોવખત જળાશયની ઉપલી સપાટીએ આવીને શ્વાસનાલીય તંત્ર વડે શ્વાસોચ્છ્વાસ પ્રક્રિયા કરે છે. જૂજ કીટકો પાણીમાં આવેલ પરપોટાનો ઉપયોગ શ્વાસોચ્છ્વાસ માટે કરે છે.

કેટલાક કીટકોમાં શ્વાસનાલીય ઝાલરો (tracheal gills) આવેલી હોય છે. આવા કીટકો મુખ્યત્વે પોતાની શિશુ-અવસ્થા ઇયળ તરીકે પાણીમાં પસાર કરતા હોય છે. દાખલા તરીકે, મચ્છરની ઇયળો શ્વાસનાલીય ઝાલરો વડે સધાયેલી છે અને આ ઝાલરો વડે વાતાવરણમાંથી પ્રાણવાયુને મેળવે છે અને અંગારવાયુનો ત્યાગ કરે છે. આમ તે મીઠાં પાણીમાં રહેવા છતાં શ્વાસોચ્છ્વાસ માટે હવાકીય શ્વસન (air breathing) પદ્ધતિ અપનાવે છે.

મ. શિ. દુબળે