प्राणवायू १


विमानातल्या छोट्या पडद्यावर 'रंग दे बसंती' रंगात आला होता. हातात रसमलाईची वाटी धरून आपण खात होतो हे विसरून मी गोष्टीत घुसले होते. अचानक जोरात धाडधाड आवाज येऊ लागला. काय आहे हे शोधता, माझ्याच हृदयाचा तो आवाज असल्याचं लक्षात आलं! मी घाबरलेच. पटकन कुठलंतरी बटण दाबून सुंदरीला बोलवावं म्हटलं तर आपले हात गार पडलेत नि पटापट हालत नाहीयेत हे लक्षात आलं! शेजाऱ्याला हाक मारावी म्हणून बसल्याबसल्याच वळले तर सगळं विमान झुलायला लागलं. 'हे मला काय होतंय? ' घाबरून हृदय आणखी जोरात चालू लागलं. तितक्यात माझ्या शेजाऱ्याला लक्षात आलं की काहीतरी घोळ आहे. तो पळतच कोणाला तरी आणायला गेला. तातडीनं तीन लोक एक ऑक्सिजन सिलिंडर घेऊन आले आणि माझी चौकशी करत, 'घाबरू नको; होतं असं विमानात. ', असा दिलासा देत त्यांनी मला तो मुखवटा घातला. एक दीर्घ श्वास, आणि मी निम्मी बरी झाले.
"सावकाश श्वास घे. छाती भरून घे. "
"काही खाल्लं नाहीस का सकाळपासून? "
"विमान आत्ताच पूर्ण उंचीवर पोचलंय. बहुतेक हवेचा दाब थोडा कमी झाला असेल. "
प्रत्येक सुंदरी आपल्या परीने मला समजावत होती. सावकाशपणे माझ्या हातातली शक्ती परतली. विमान झुलायचं थांबलं. आपल्याला आता काही होणार नाही अशी हळूहळू खात्री झाली.

पुढे जमिनीवर पोचल्यावर, 'कसा झाला प्रवास? ' या प्रश्नाचं उत्तर देताना हा किस्सा पुन्हा पुन्हा सांगितला तेव्हा आपल्याला नक्की काय झालं होतं आणि ऑक्सिजनने नक्की काय केलं याचा शोध घ्यावासा वाटू लागला.

सोळाव्या शतकात प्राणवायूला युरोपीय शास्त्रज्ञ जीवन संजीवनी (elixir of life) म्हणत असत. त्याचा वास घेतला की एकदम ताजेतवाने वाटते असे त्यांचे निरीक्षण होते. पुढे प्रत्येक आम्लातला घटक पदार्थ म्हणून आम्लक - ऑक्सिजन असे त्याचे बारसे झाले. आणखी नंतर बिनऑक्सिजनची आम्ले सापडली पण नाव जे चिकटले ते तसेच राहिले. त्यामानाने आपण दिलेले प्राणवायू हे नाव चांगले आहे. आपल्या भोवतालची बहुतेक१ प्राणीसृष्टी ऑक्सिजनवर अवलंबून आहे. म्हणून खरे तर त्याचे नाव 'प्राणीवायू' असेही ठेवता आले असते. वनस्पतींनाही प्राणवायूची गरज असते. पण त्या आपल्या हिरव्या पानांच्या मदतीचे स्वतःच प्राणवायू तयार करू शकतात. प्राण्यांचे तसे नाही. आपण प्राणी हवेत (किंवा मासे, जलचर पाण्यात) प्राणवायू नसेल तर जगू शकणार नाही.

प्राणीसृष्टी प्राणवायूवर अवलंबून आहे म्हणजे नक्की काय? प्राणवायू नसलेल्या वातावरणात आपण प्राणी का जगू शकणार नाही? या प्रश्नांची उत्तरे शोधण्यासाठी आपण 'जगतो' म्हणजे काय काय होते ते पाहू.

तत्त्वज्ञानाच्या प्रांतात न घुसता केवळ जैवरासायनिक दृष्टीने पाहिले तर प्रत्येक पेशीत काही विशिष्ट रासायनिक क्रिया घडत असते. किंवा पेशी त्या जैवरासायनिक क्रिया घडवत असते, तिची 'कामे' करत असते! पेशीतले रेणू शरीराला लागणारी प्रथिने, विकरे, तयार करत असतात. एखादा प्राणी किंवा एखादे झाड जगायचे थांबते म्हणजे काय होते, की त्यातल्या कोणत्याच पेशी त्यांची कामे करू शकत नाहीत. त्या मग 'मरतात', सुकतात, त्यांचे पुनश्चक्रण म्हणजे रिसायकलींग होते. त्या पेशींतील रासायनिक द्रव्ये विघटित होतात, काही जिवाणूंचे खाद्य बनतात आणि मग तसे पाहिले तर ते पेशीतले रेणू स्वतःच तो जिवाणू बनतात!२

काही 'मोठी' कामे करण्यासाठी अनेक पेशी सहकाराचे तत्त्व अनुसरतात. अश्या पेशींच्या गटांतून उती, स्नायू, खोड, पाने बनतात. असे गट मग त्यांची 'कामे' करतात. काही कामे एका टप्प्यात होणारी म्हणजे एकच रासायनिक क्रिया असलेली उदा प्रकाशसंश्लेषणाने प्राणवायू बनवणे; तर बहुतेक कामे ही गुंतागुंतीच्या अनेक रासायनिक क्रियांची साखळी असलेली उदा. जठरात अन्न पचवणे अशी असतात. प्रत्येक पेशीकेंद्रकात आपल्या डीएनएची एक प्रत असते. कोणत्या पेशीने काय काम करायचे हे त्या डीएनएत बसलेल्या जनुकांतल्या आज्ञावलीप्रमाणे ठरते. त्यातून शेवटी प्रत्येक जीवाचा उद्देश म्हणजे आपल्या जनुकांच्या प्रती निर्माण करणे. एका अर्थाने प्रजनन. प्रत्येक गटाचे, पेशीचे काम या ना त्या प्रकाराने या अंतिम उद्देश्याशी जोडलेले असते.

मग यात प्राणवायू कुठे लागतो? तर पेशीला आपले काम करण्यासाठी जी ऊर्जा लागते ती खाद्यरेणूतून मिळवण्यासाठी पेशी तंतूकणिकेच्या३ (मायटोकाँड्रियाच्या) मदतीने तो खाद्यरेणू 'जाळते'. दोन लोखंडी सळया जोडायला अतीउष्ण ज्योत वापरून त्यांची टो़के थोडी वितळवतात आणि मग गार झाल्यावर एक मोठी सळई मिळते त्यासारखेच मोठे प्रथिन रेणू किंवा तत्सम रसायने तयार करायला पेशीला उष्णतेच्या स्वरूपातली ऊर्जा लागते. ती खाद्यरेणूचे इंधन जाळून मिळते. या जाळण्याच्या क्रियेत प्राणवायू वापरला जातो, आणि त्यातच कर्बद्विप्रणिद CO2 तयार होतो.

C6H12O6 + 6O2 ------------------> 6 CO2 + 6 H2O + उष्णता
शर्करा(खाद्य) + प्राणवायू -------------> कर्बद्विप्रणिद + पाणी + ऊर्जा

आपण श्वासावाटे प्राणवायू घेऊन उच्छ्वासावाटे कर्बद्विप्रणिद सोडतो असे म्हटले जाते. प्रत्यक्षात, श्वासावाटे आत घेतल्या जाणाऱ्या एकूण हवेतील प्राणवायू रक्तात मिसळतो व रक्तातील कर्बद्विप्रणिद उच्छ्वासावाटे चाललेल्या हवेतून पाठवला जातो. उच्छ्वासातून जाणाऱ्या हवेत प्राणवायूही असतो, पण थोड्या कमी प्रमाणात.

आता एकंदरीत प्राणवायू कसा वापरला जातो हे पाहण्यासाठी एक उदाहरण घेऊ. सुरुवातीला सांगितलेल्या विमानगोष्टीत, माझ्या पोटात गेलेल्या रसमलाईचा घास पोटातल्या विकरांनी पचवला असणार. त्याचे रूपांतर पुष्कळशा शर्करा रेणूत, कर्बोदकांत आणि प्रथिनरेणूत झाले असणार. हे सगळे रेणू रक्तात डुंबत जिकडे तिकडे फिरत असणार. आता रक्त फुप्फुसातून निघाले की तिथे हिमोग्लोबीन आपली प्राणवायूची पखाल भरून घेणार आणि मग निघाले सगळे मिळून सगळ्या अवयवांकडे. आपण मेंदूकडे जाणाऱ्या रस्त्याने म्हणजे वाहिनीने जाऊ. मेंदूच्या पेशी रस्त्यात भेटतील तसे खाद्यरेणू जमवून ठेवतील. गरज पडल्यावर हिमोग्लोबीन मधून प्राणवायू उचलून तो जमवलेला खाऊ खायला लागतील. रक्ताची आम्लता वाढली तर रक्तात मिसळणाऱ्या प्राणवायूचे प्रमाण कमी होते. हिमोग्लोबीनच्या पखालीत भलतेच रेणू येऊन बसतात आणि रक्ताची प्राणवायू वहनाची क्षमता मंदावते. किंवा हवेचा दाब कमी झाला तर श्वासावाटे येणाऱ्या हवेतला एकूण प्राणवायू कमी पडतो. हिमोग्लोबीनच्या पखाली रिकाम्या राहतात. प्राणवायू मिळाला नाही तर पेशीला तिचा खाऊ खाता येत नाही. ती तिचे काम नीट करू शकत नाही. मग अचानक मेंदूच्या लक्षात येते, 'अरे, प्राणवायू कमी पडतोय! '

'रक्त पाठवा! आणखी जोरात! ', तो हृदयाला सांगतो. हृदयाचे ठोके जोरजोरात पडू लागतात. इकडे पेशी प्राणवायू न वापरता काम करू पाहते, त्यातून भलतीच त्रासदायक रसायने तयार होऊ लागतात. डोके दुखू लागते. हृदय फुप्फुसातले नवे रक्त वेगात पाठवण्याचा प्रयत्न करते पण मुळात रक्तात प्राणवायू कमी पडत असला तर करणार काय. मी घाबरून इकडे तिकडे बघते, तितक्यात ऑक्सिजन सिलिंडर येतो, आणि दोन श्वासात मी बरी होऊ लागते!

क्रमशः

तळटीपा

१. ऊर्जेसाठी प्राणवायूवर अजिबात अवलंबून नसणारे जीव पृथ्वीच्या गाभ्याजवळ सापडतात. तिथे सतत उत्सर्जित होणाऱ्या उष्णतेवर त्यांची गाडी चालते. जीवसृष्टी सुरुवातीला अशी पृथ्वीच्या गाभ्याजवळ तयार झाली असेल का, की बाहेर 'उघड्यावर', की दोन्हीकडे स्वतंत्रपणे यावर अजून एकमत झालेले नाही.

२. आपल्याही शरीरातला एकही अणू आपल्या लहानपणीचा नाही! शरीरातले सगळे अणू सतत बदलत असतात. आपण खाल्लेले अन्न, पाणी, श्वासातून घेतलेली हवा यातले नवे अणू जुन्यांची जागा घेतात. जुने वेगवेगळ्या वाटेने उत्सर्जित होतात. 'तुम्हाला अगदी नीट आठवत असलेली २० वर्षांपूर्वीची घटना घेतली, तरी त्यावेळी आत्ताचे तुम्ही तिथे नव्हतातच!' इति स्टीव्ह ग्राण्ड  

३. तंतूकणिकेची गंमत म्हणजे एकेकाळी त्या स्वंतत्र जीवाणू होत्या. नंतर सहजीवनासाठी, जाळण्याच्या कामातील तज्ज्ञ म्हणून इतर पेशींनी त्यांना सामावून घेतले आणि आता त्या जवळपास पेशीचा भागच बनून गेल्या आहेत. पेशीत राहत असल्या तरी त्यांचा स्वतःचा वेगळा डीएनए असतो. पेशी त्यांना संरक्षण देते आणि त्या बदल्यात त्या पेशीचे अन्न पचवून देतात. पण तरी त्या स्वतंत्रपणे प्रजनन, म्हणजे स्वतःच्या प्रती बनवण्याचे काम करतात. पेशीतल्या पेशीत विभाजित होत आपली संख्या वाढवत राहतात.  शेवटी ती पेशी विभाजित होते तेव्हा तिच्यातील तंतूकणिकाही अर्ध्या अर्ध्या वाटल्या जातात. नव्या पेशीत त्या नव्याने विभाजित होत राहतात. व आपला पचवण्याचा कारखाना चालू ठेवतात. नवीन जीव तयार होताना पुरुषबीजातील तंतूकणिका स्त्रीबीजाशी संपर्क आल्यावर नष्ट होतात. स्त्रीबीजातील तंतूकणिका टिकतात व वाढतात. त्यामुळे आपल्या प्रत्येकातील तंतूकणिका ह्या आपापल्या आयांच्या तंतूकणिकाच्या प्रती असतात!