pH & Buffer : item 1 ( Biophysics & Biomolecules) Biochemistry
Summary
এই ভিডিওতে বায়োকেমিস্ট্রির প্রথম আইটেম 'বায়োমলিকিউলস এন্ড বায়োফিজিক্স' এর অন্তর্ভুক্ত পিএইচ (pH) এবং বাফার সম্পর্কে বিস্তারিত আলোচনা করা হয়েছে। এতে বায়োকেমিস্ট্রির উদ্দেশ্য, এসিড ও বেসের সংজ্ঞা, ক্লিনিক্যাল কন্ডিশন যেমন এসিডোসিস ও অ্যালকালোসিস, পিএইচ-এর গুরুত্ব এবং মানবদেহের বিভিন্ন বাফার সিস্টেম নিয়ে আলোকপাত করা হয়েছে। ভিডিওটি বিশেষ করে মেডিকেল শিক্ষার্থীদের জন্য সহায়ক কারণ এতে গুরুত্বপূর্ণ টার্ম যেমন বেইজ এক্সেস, অ্যালকালি রিজার্ভ এবং বোন বাফার সম্পর্কে সহজ ব্যাখ্যা দেওয়া হয়েছে।
Key Insights
রক্তের পিএইচ নিয়ন্ত্রণে তিনটি প্রধান প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা কাজ করে।
মানবদেহে রক্তের পিএইচ (৭.৩৫-৭.৪৫) বজায় রাখার জন্য তিনটি স্তর কাজ করে। প্রথম স্তরের প্রতিরক্ষা হলো বাফার সিস্টেম, যা তাৎক্ষণিক প্রতিক্রিয়া দেখায়। দ্বিতীয় স্তরের প্রতিরক্ষা হলো রেসপিরেটরি সিস্টেম বা শ্বাসতন্ত্র, যা কার্বন ডাই অক্সাইড নির্গমনের মাধ্যমে বাড়তি এসিড শরীর থেকে বের করে দেয়। তৃতীয় ও চূড়ান্ত প্রতিরক্ষা ব্যবস্থা হলো রেনাল বা কিডনি সিস্টেম, যা দীর্ঘমেয়াদী সমতা বজায় রাখে।
বাইকার্বোনেট বাফার সিস্টেমকে 'ওপেন-এন্ড সিস্টেম' বলা হয় যা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
বাইকার্বোনেট বাফার মানবদেহের জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ কারণ এটি একটি মুক্ত প্রান্ত বিশিষ্ট সিস্টেম। এটি যখন এইচ প্লাস আয়নের সাথে যুক্ত হয়ে কার্বনিক এসিড তৈরি করে, তখন সেই কার্বনিক এসিড ভেঙে কার্বন ডাই অক্সাইড তৈরি হয় যা ফুসফুসের মাধ্যমে শরীর থেকে বের হতে পারে। আবার কিডনির মাধ্যমেও বাইকার্বোনেট নির্গত হতে পারে, যা অন্য বাফার সিস্টেমের ক্ষেত্রে সম্ভব নয়।
ফসফেট বাফার বাইকার্বোনেট বাফারের চেয়ে বেশি শক্তিশালী হওয়ার কারণ তার পিকে (pKa) মান।
ফসফেট বাফারের পিকে (pKa) মান হলো ৬.৮, যা রক্তের স্বাভাবিক পিএইচ ৭.৪-এর খুব কাছাকাছি। অন্যদিকে বাইকার্বোনেটের পিকে মান ৬.১। রসায়নের নিয়ম অনুযায়ী, যে বাফারের পিকে মান দ্রবণের পিএইচ এর যত কাছাকাছি হবে, সেটি তত বেশি শক্তিশালী বাফার হবে। এজন্য রাসায়নিকভাবে ফসফেট বাফার বাইকার্বোনেট বাফারের চেয়ে বেশি শক্তিশালী।
বোন বাফার (Bone Buffer) মানবদেহে অত্যন্ত উচ্চ ক্ষমতার এসিড নিয়ন্ত্রণকারী হিসেবে কাজ করে।
হাড়ের মধ্যে ক্ষারীয় ক্যালসিয়াম ফসফেট লবণ বা হাইড্রোক্সিঅ্যাপাটাইট ক্রিস্টাল থাকে যা বোন বাফার হিসেবে কাজ করে। শরীরে যখন তীব্র এসিডোসিস বা অ্যালকালোসিস হয়, তখন হাড় থেকে এই খনিজ লবণগুলো নির্গত হয়ে পিএইচ নিয়ন্ত্রণে সাহায্য করে। এটি প্রায় ৩৫ মোল এইচ প্লাস (H+) আয়ন নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা রাখে যা অন্যান্য সাধারণ বাফারের তুলনায় অনেক বেশি।
Sections
বায়োকেমিস্ট্রি পরিচিতি
বায়োকেমিস্ট্রির মূল লক্ষ্য হলো মলিকিউলার লেভেলের বিক্রিয়াগুলো বোঝা।
বায়োকেমিস্ট্রির প্রধান উদ্দেশ্য বা অবজেক্টিভ হলো শরীরের ভেতরে মলিকিউলার বা অণুর পর্যায়ে যে সকল রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলো সংঘটিত হয় সে সম্পর্কে বিস্তারিত জ্ঞান অর্জন করা।
মেডিকেল কার্নিভালের প্রথম কার্ডের অন্তর্ভুক্ত গুরুত্বপূর্ণ বিষয়গুলো।
এই আইটেমটি 'বায়োমলিকিউলস এন্ড বায়োফিজিক্স' কার্ডের অংশ। যেখানে এসিড, বেইজ, পিএইচ, পিকে (pKa), বাফার এবং হেন্ডারসন-হেসেলবাক সমীকরণ নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে।
এসিড ও ক্লিনিক্যাল টার্মস
এসিডের সংজ্ঞা এবং শক্তির ভিত্তিতে এর প্রকারভেদ।
এসিড হলো প্রোটন বা এইচ প্লাস (H+) ডোনার। যারা দ্রুত এবং সম্পূর্ণরূপে এইচ প্লাস দান করতে পারে তারা স্ট্রং এসিড, আর যারা ধীরগতিতে আংশিকভাবে দান করে তারা উইক এসিড।
এসিডেমিয়া এবং এসিডোসিস এর মধ্যে পার্থক্য।
রক্তের পিএইচ যখন ৭.৩৫ এর নিচে নেমে যায় সেই অবস্থাকে এসিডেমিয়া বলে। আর এই অবস্থার কারণে শরীরে যে ক্লিনিক্যাল জটিলতা তৈরি হয় তাকে এসিডোসিস বলা হয়।
শরীরে উৎপাদিত এন্ডোজেনাস এসিডের ধরণ ও পরিমাণ।
আমাদের শরীরে দুই ধরণের এসিড উৎপন্ন হয়: ভোলাটাইল এসিড (১৫-২০ মোল প্রতিদিন) এবং নন-ভোলাটাইল এসিড (২৩০ মিলিমোল প্রতিদিন)। তাদের উৎসগুলোও আলাদা হয়।
বেইজ, অ্যালকালি ও অন্যান্য ধারণা
বেইজ এবং অ্যালকালিমিয়া সম্পর্কে ধারণা।
বেইজ হলো প্রোটন গ্রহীতা। রক্তের পিএইচ ৭.৪৫ এর উপরে গেলে তাকে অ্যালকালিমিয়া বলে এবং এর ক্লিনিক্যাল কন্ডিশন হলো অ্যালকালোসিস।
বেইজ এক্সেস এবং এর স্বাভাবিক সীমা।
শরীরে বিদ্যমান বাইকার্বোনেট এবং আদর্শ অবস্থায় থাকা বাইকার্বোনেটের পার্থক্যের পরিমাণকে বেইজ এক্সেস বলা হয়। এর মান সাধারণত -২ থেকে +২ এর মধ্যে থাকে।
অ্যালকালি রিজার্ভ বা ক্ষারীয় সঞ্চয় হিসাব করার নিয়ম।
ইসিএফ (ECF) এবং আইসিএফ (ICF) এ থাকা বাইকার্বোনেটের মোট পরিমাণকে অ্যালকালি রিজার্ভ বলে। ৭০ কেজি ওজনের একজন মানুষের ক্ষেত্রে এর পরিমাণ নির্ণয় করতে প্রতি লিটারের বাইকার্বোনেট ঘনমাত্রাকে মোট পানির আয়তন দিয়ে গুণ করা হয়।
পিএইচ (pH) এবং এর গুরুত্ব
পিএইচ-এর সংজ্ঞা এবং এটি নির্ণয়ের বিভিন্ন পদ্ধতি।
হাইড্রোজেন আয়নের ঘনমাত্রার ঋণাত্মক লগারিদমকে পিএইচ বলে। এটি স্পেসিফিক এবং নন-স্পেসিফিক পদ্ধতিতে নির্ণয় করা যায়।
মানবদেহে এনজাইম কার্যকারিতায় পিএইচ-এর ভূমিকা।
পিএইচ এর সবচেয়ে বড় গুরুত্ব হলো এনজাইমের অবটিমাম অ্যাক্টিভিটি বজায় রাখা। নির্দিষ্ট বা অপটিমাম পিএইচ ছাড়া এনজাইম সঠিকভাবে কাজ করতে পারে না।
বাফার এবং শরীরের বাফার সিস্টেম
বাফারের সংজ্ঞা এবং এটি কীভাবে কাজ করে।
বাফার কোনো একক দ্রবণ নয়, এটি হলো একটি উইক এসিড এবং তার কনজুগেট বেইজের মিশ্রণ। এটি দ্রবণে অল্প পরিমাণ এসিড বা ক্ষার যোগ করার পরেও পিএইচ পরিবর্তনে বাধা দেয়।
রক্ত এবং মূত্রে থাকা বাফারগুলোর গুরুত্বের ক্রম।
রক্তের প্রধান বাফারগুলো হলো বাইকার্বোনেট, হিমোগ্লোবিন, ফসফেট এবং প্রোটিন। মূত্রের ক্ষেত্রে অ্যামোনিয়া, ফসফেট এবং বাইকার্বোনেট। এই ক্রম বজায় রাখা জরুরি।
আইডিয়াল বাফার হতে হলে পিএইচ এবং পিকে সমান হতে হয়।
একটি বাফার তখনই আদর্শ বা আইডিয়াল হিসেবে গণ্য হয় যখন ওই দ্রবণের পিএইচ এবং এসিডের পিকে (pKa) মান সমান হয়।
বিশেষায়িত টপিক: হেন্ডারসন-হেসেলবাক সমীকরণ ও আইসোটোপ
হেন্ডারসন-হেসেলবাক সমীকরণের প্রয়োগ এবং গুরুত্ব।
বাফার দ্রবণের পিএইচ বের করতে এই সমীকরণটি ব্যবহৃত হয়। এটি চিকিৎসা বিজ্ঞানে রক্তের এসিড-বেইজ স্ট্যাটাস বুঝতে খুবই সহায়ক।
আইসোটোপের সংজ্ঞা, প্রকারভেদ এবং এর ব্যবহার।
আইসোটোপ অধ্যায় থেকে এর সংজ্ঞা, বিভিন্ন প্রকারভেদ (রেডিওঅ্যাক্টিভ ও স্টেবল), বৈশিষ্ট্য এবং চিকিৎসাবিজ্ঞানে এর গুরুত্ব সম্পর্কে সম্যক ধারণা থাকতে হবে।
Ask a Question
*Uses 1 Wisdom coin from your coin balance
Past Questions
বায়োকেমিস্ট্রির পরিচয় ও প্রধান লক্ষ্য
বায়োকেমিস্ট্রি বা প্রাণরসায়ন মলিকিউলার লেভেলে জৈবিক রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলো নিয়ে আলোচনা করে এবং এর মাধ্যমে জীবনকে মলিকিউলার স্তরে বিস্তারিতভাবে বোঝার চেষ্টা করা হয়।
বায়োকেমিস্ট্রির প্রধান লক্ষ্য হলো মলিকিউলার লেভেলে কেমিক্যাল রিঅ্যাকশনগুলো সম্পর্কে পরিষ্কার ধারণা লাভ করা এবং শরীরে এর প্রভাবগুলো জানা।
এসিড ও বেইস সম্পর্কিত মৌলিক ধারণা
এসিড হলো প্রোটন দাতা এবং বেইস হলো প্রোটন গ্রহীতা; এদের দান ও গ্রহণ ক্ষমতার উপর ভিত্তি করে স্ট্রং এবং উইক শ্রেণীতে ভাগ করা যায়।
যেসকল এসিড দ্রুত প্রোটন দান করে তারা স্ট্রং এবং যারা ধীরে বা আংশিক দান করে তাদের উইক এসিড হিসেবে সংজ্ঞায়িত করা হয়।
রক্তে পিএইচ ৭.৩৫ এর কম হলে তাকে এসিডেমিয়া এবং পিএইচ ৭.৪৫ এর বেশি হলে অ্যালকালিমিয়া বলে যা বডির জন্য মোটেও কম্পেটেবল নয়।
এসিডেমিয়া এবং অ্যালকালিমিয়া শরীরের ক্লিনিক্যাল কন্ডিশন হিসেবে যথাক্রমে এসিডোসিস এবং অ্যালকালোসিস তৈরি করে যা শরীরের স্বাভাবিক কাজ ব্যাহত করে।
শরীরে প্রতিদিন নির্দিষ্ট পরিমাণ ভোলাটাইল এবং নন-ভোলাটাইল এসিড উৎপন্ন হয় যা সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করা বডির সুস্থতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ এবং অপরিহার্য একটি প্রক্রিয়া।
প্রতিদিন ১৫-২০ মোল ভোলাটাইল এবং ২৩০ মিলিমোল নন-ভোলাটাইল এসিড উৎপন্ন হয় যা শরীর থেকে নির্দিষ্টভাবে নির্গত হওয়া প্রয়োজন।
পিএইচ (pH) এর গুরুত্ব ও নির্ধারণ
পিএইচ হলো হাইড্রোজেন আয়নের ঘনমাত্রার ঋণাত্মক লগারিদম যা শরীরের এনজাইম কার্যকারিতা যথাযথভাবে নিয়ন্ত্রণ এবং অপটিমাম পর্যায়ে বজায় রাখার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
পিএইচ-এর সর্বোচ্চ গুরুত্ব হলো অপটিমাম লেভেলে এনজাইমের কার্যকারিতা বজায় রাখা, কারণ পিএইচ পরিবর্তনের ফলে এনজাইমের স্বাভাবিক কার্যক্ষমতা নষ্ট হতে পারে।
বাফার সিস্টেম ও এর কার্যপদ্ধতি
বাফার হলো উইক এসিড এবং কনজুগেট বেইসের মিশ্রণ যা সামান্য এসিড বা ক্ষার যোগ করলেও পিএইচ পরিবর্তনে বাধা দিয়ে রক্তে ভারসাম্য বজায় রাখতে পারে।
শরীরের পিএইচ নিয়ন্ত্রণে ১ম লাইন ডিফেন্স হিসেবে বাফার, ২য় লাইনে রেসপিরেটরি এবং ৩য় লাইনে রেনাল সিস্টেম প্রধান ওয়েপন হিসেবে কাজ করে।
বাইকার্বোনেট বাফার একটি ওপেন-এন্ড সিস্টেম যা ফুসফুসের মাধ্যমে কার্বন ডাই অক্সাইড এবং কিডনির মাধ্যমে বাইকার্বোনেট নির্গত করে শরীরে পিএইচ-এর যথাযথ ভারসাম্য বজায় রাখে।
এটি রেসপিরেটরি সিস্টেম এবং রেনাল সিস্টেমের মাধ্যমে শরীর থেকে কার্বন ডি অক্সাইড ও বাইকার্বোনেট হিসেবে বের হয়ে যেতে পারে বলে একে ওপেন এন্ড সিস্টেম বলা হয়।
ফসফেট বাফার বাইকার্বোনেট বাফারের চেয়ে বেশি শক্তিশালী কারণ এর পিকের মান মানুষের শরীরের রক্ত বা কোষীয় পিএইচ-এর খুব কাছাকাছি অবস্থান করে।
ফসফেটের পিকে ৬.৮ হওয়ায় এটি পিএইচ পরিবর্তনে অধিকতর রেজিস্ট্যান্স দেখায়, যার ফলে এটি বাইকার্বোনেটের তুলনায় শক্তিশালী বাফার হিসেবে বিবেচিত হয়।
বোন বাফার এবং অন্যান্য বিষয়াবলি
বোন বাফার হিসেবে ক্যালসিয়াম ফসফেট লবণ কাজ করে যা এসিডোসিস বা অ্যালকালোসিসের সময় হাড় থেকে নির্গত হয়ে পিএইচ ব্যালেন্স করতে সক্রিয়ভাবে অংশ নেয়।
হাড়ের মধ্যে থাকা হাইড্রোক্সিঅ্যাপাটাইট ক্রিস্টালগুলো শরীরে প্রোটন বেড়ে গেলে তা নিয়ন্ত্রণে অত্যন্ত উচ্চমাত্রার বাফারিং সক্ষমতা বা ক্যাপাসিটি দিয়ে থাকে।
হেন্ডারসন হেসেলবাক ইকুয়েশন ও আইসোটোপ নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে যা ল্যাবে পিএইচ নির্নয় এবং বিভিন্ন ক্লিনিক্যাল ও বায়োকেমিক্যাল গবেষণায় অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে।
এই সমীকরণটি বাফার সলিউশনের পিএইচ জানতে সাহায্য করে এবং আইসোটোপের বিভিন্ন প্রকারভেদ ও গুরুত্ব বায়োকেমিস্ট্রি ল্যাবরেটরিতে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়।
