অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য মানবদেহের স্বাভাবিক কার্যকারিতায় একটি বিশাল ভূমিকা পালন করে। শরীরে সঞ্চালিত রক্ত হল জীবন্ত কোষের মিশ্রণ যা একটি তরল বাসস্থানে থাকে। প্রথম নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্য যা রক্তে pH মাত্রা নিয়ন্ত্রণ করে তা হল বাফার সিস্টেম। এটি একটি শারীরবৃত্তীয় প্রক্রিয়া যা নিশ্চিত করে যে অ্যাসিড-বেস ভারসাম্যের পরামিতিগুলি পিএইচ ড্রপ প্রতিরোধ করে বজায় রাখা হয়। এটি কী এবং এর কী কী জাত রয়েছে, আমরা নীচে খুঁজে বের করব৷
বর্ণনা
বাফার সিস্টেম একটি অনন্য প্রক্রিয়া। মানবদেহে তাদের মধ্যে বেশ কয়েকটি রয়েছে এবং সেগুলি সমস্ত প্লাজমা এবং রক্তকণিকা নিয়ে গঠিত। বাফার হল বেস (প্রোটিন এবং অজৈব যৌগ) যা H+ এবং OH-কে আবদ্ধ করে বা দান করে, ত্রিশ সেকেন্ডের মধ্যে pH শিফটকে ধ্বংস করে। একটি অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য একটি বাফারের ক্ষমতা নির্ভর করে এটি গঠিত উপাদানগুলির সংখ্যার উপর৷
ব্লাড বাফারের প্রকার
নিয়মিত চলমান রক্ত জীব কোষ,যা একটি তরল মাধ্যমে বিদ্যমান। সাধারণ পিএইচ হল 7, 37-7, 44। আয়নগুলির বাঁধন একটি নির্দিষ্ট বাফারের সাথে ঘটে, বাফার সিস্টেমগুলির শ্রেণীবিভাগ নীচে দেওয়া হল। এটি নিজেই প্লাজমা এবং রক্ত কোষ নিয়ে গঠিত এবং ফসফেট, প্রোটিন, বাইকার্বোনেট বা হিমোগ্লোবিন হতে পারে। এই সমস্ত সিস্টেমের কর্মের একটি মোটামুটি সহজ প্রক্রিয়া আছে। তাদের কার্যকলাপ রক্তে আয়নের মাত্রা নিয়ন্ত্রণের লক্ষ্যে।
হিমোগ্লোবিন বাফারের বৈশিষ্ট্য
হিমোগ্লোবিন বাফার সিস্টেমটি সবচেয়ে শক্তিশালী, এটি টিস্যুর কৈশিকগুলির মধ্যে একটি ক্ষার এবং ফুসফুসের মতো অভ্যন্তরীণ অঙ্গে একটি অ্যাসিড। এটি মোট বাফার ক্ষমতার প্রায় পঁচাত্তর শতাংশ। এই প্রক্রিয়াটি মানুষের রক্তে ঘটে এমন অনেক প্রক্রিয়ার সাথে জড়িত এবং এর গঠনে গ্লোবিন রয়েছে। যখন হিমোগ্লোবিন বাফার অন্য ফর্মে (অক্সিহেমোগ্লোবিন) পরিবর্তিত হয়, তখন এই ফর্মটি পরিবর্তিত হয় এবং সক্রিয় পদার্থের অম্লীয় বৈশিষ্ট্যগুলিও পরিবর্তিত হয়।
কমানো হিমোগ্লোবিনের গুণমান কার্বনিক অ্যাসিডের তুলনায় কম, কিন্তু অক্সিডাইজ করা হলে তা অনেক ভালো হয়ে যায়। যখন pH এর অম্লতা অর্জিত হয়, তখন হিমোগ্লোবিন হাইড্রোজেন আয়নগুলিকে একত্রিত করে, এটি দেখা যাচ্ছে যে এটি ইতিমধ্যে হ্রাস পেয়েছে। যখন ফুসফুস থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড পরিষ্কার করা হয়, তখন pH ক্ষারীয় হয়ে যায়। এই সময়ে, হিমোগ্লোবিন, যা অক্সিডাইজ করা হয়েছে, প্রোটন দাতা হিসাবে কাজ করে, যার সাহায্যে অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য বজায় থাকে। সুতরাং, বাফার, যা অক্সিহেমোগ্লোবিন এবং এর পটাসিয়াম লবণ নিয়ে গঠিত, শরীর থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড নিঃসরণে উৎসাহিত করে৷
এই বাফার সিস্টেমটি সম্পাদন করেশ্বাসযন্ত্রের প্রক্রিয়ায় একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা, কারণ এটি টিস্যু এবং অভ্যন্তরীণ অঙ্গগুলিতে অক্সিজেন স্থানান্তর এবং তাদের থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড অপসারণের পরিবহণ কার্য সম্পাদন করে। এরিথ্রোসাইটের অভ্যন্তরে অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য একটি ধ্রুবক স্তরে বজায় থাকে, তাই রক্তেও।
এইভাবে, রক্ত যখন অক্সিজেন দিয়ে পরিপূর্ণ হয়, তখন হিমোগ্লোবিন একটি শক্তিশালী অ্যাসিডে পরিণত হয় এবং যখন এটি অক্সিজেন ছেড়ে দেয়, তখন এটি একটি মোটামুটি দুর্বল জৈব অ্যাসিডে পরিণত হয়। অক্সিহেমোগ্লোবিন এবং হিমোগ্লোবিনের সিস্টেমগুলি আন্তঃপরিবর্তনযোগ্য, তারা এক হিসাবে বিদ্যমান৷
বাইকার্বনেট বাফারের বৈশিষ্ট্য
বাইকার্বোনেট বাফার সিস্টেমটিও শক্তিশালী, তবে শরীরের সবচেয়ে নিয়ন্ত্রিত। এটি মোট বাফার ক্ষমতার প্রায় দশ শতাংশের জন্য দায়ী। এটির বহুমুখী বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা এর দ্বিমুখী কার্যকারিতা নিশ্চিত করে। এই বাফারটিতে একটি সংযোজিত অ্যাসিড-বেস জোড়া রয়েছে, যা কার্বনিক অ্যাসিড (প্রোটন উত্স) এবং অ্যানিয়ন বাইকার্বোনেট (প্রোটন গ্রহণকারী) এর মতো অণু নিয়ে গঠিত।
এইভাবে, বাইকার্বোনেট বাফার সিস্টেম একটি নিয়মতান্ত্রিক প্রক্রিয়াকে উৎসাহিত করে যেখানে একটি শক্তিশালী অ্যাসিড রক্তপ্রবাহে প্রবেশ করে। এই প্রক্রিয়াটি অ্যাসিডকে বাইকার্বনেট অ্যানিয়নের সাথে আবদ্ধ করে, কার্বনিক অ্যাসিড এবং এর লবণ তৈরি করে। যখন ক্ষার রক্তে প্রবেশ করে, বাফারটি কার্বনিক অ্যাসিডের সাথে আবদ্ধ হয়, একটি বাইকার্বোনেট লবণ তৈরি করে। যেহেতু কার্বনিক অ্যাসিডের চেয়ে মানুষের রক্তে সোডিয়াম বাইকার্বোনেট বেশি থাকে, তাই এই বাফার ক্ষমতার উচ্চ অম্লতা থাকবে। অন্য কথায়, হাইড্রোকার্বন বাফারসিস্টেম (বাইকার্বোনেট) রক্তের অম্লতা বাড়ায় এমন পদার্থের জন্য ক্ষতিপূরণ দিতে খুব ভাল। এর মধ্যে রয়েছে ল্যাকটিক অ্যাসিড, যার ঘনত্ব তীব্র শারীরিক পরিশ্রমের সাথে বৃদ্ধি পায় এবং এই বাফার রক্তে অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য পরিবর্তনের জন্য খুব দ্রুত প্রতিক্রিয়া দেখায়।
ফসফেট বাফারের বৈশিষ্ট্য
মানুষের ফসফেট বাফার সিস্টেম মোট বাফার ক্ষমতার প্রায় দুই শতাংশ দখল করে, যা রক্তে ফসফেটের সামগ্রীর সাথে সম্পর্কিত। এই প্রক্রিয়াটি প্রস্রাবের pH এবং কোষের ভিতরে থাকা তরল বজায় রাখে। বাফারে অজৈব ফসফেট থাকে: মনোব্যাসিক (একটি অ্যাসিড হিসাবে কাজ করে) এবং ডিব্যাসিক (একটি ক্ষার হিসাবে কাজ করে)। স্বাভাবিক pH এ, বেস থেকে অ্যাসিডের অনুপাত 1:4 হয়। হাইড্রোজেন আয়নের সংখ্যা বৃদ্ধির সাথে, ফসফেট বাফার সিস্টেম তাদের সাথে আবদ্ধ হয়, একটি অ্যাসিড গঠন করে। এই প্রক্রিয়াটি ক্ষারীয় থেকে বেশি অম্লীয়, তাই এটি অম্লীয় বিপাককে পুরোপুরি নিরপেক্ষ করে, যেমন ল্যাকটিক অ্যাসিড, মানুষের রক্তপ্রবাহে প্রবেশ করে।
প্রোটিন বাফারের বৈশিষ্ট্য
অন্য সিস্টেমের তুলনায় প্রোটিন বাফার অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য স্থিতিশীল করতে তেমন বিশেষ ভূমিকা পালন করে না। এটি মোট বাফার ক্ষমতার প্রায় সাত শতাংশের জন্য দায়ী। প্রোটিন অণু দ্বারা গঠিত যা অ্যাসিড-বেস যৌগ গঠন করতে একত্রিত হয়। একটি অম্লীয় পরিবেশে, তারা ক্ষার হিসাবে কাজ করে যা অ্যাসিডকে আবদ্ধ করে, একটি ক্ষারীয় পরিবেশে, সবকিছু অন্যভাবে ঘটে।
এটি একটি প্রোটিন বাফার সিস্টেম গঠনের দিকে পরিচালিত করে, যাএটি 7.2 থেকে 7.4 এর pH মানতে বেশ কার্যকর। প্রোটিনের একটি বড় অনুপাত অ্যালবুমিন এবং গ্লোবুলিন দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। যেহেতু প্রোটিনের চার্জ শূন্য, স্বাভাবিক pH-এ এটি ক্ষার এবং লবণের আকারে থাকে। এই বাফার ক্ষমতা প্রোটিনের সংখ্যা, তাদের গঠন এবং মুক্ত প্রোটনের উপর নির্ভর করে। এই বাফার অম্লীয় এবং ক্ষারীয় উভয় পণ্য নিরপেক্ষ করতে পারে। কিন্তু এর ক্ষমতা ক্ষারীয় থেকে বেশি অম্লীয়।
এরিথ্রোসাইটের বৈশিষ্ট্য
সাধারণত, এরিথ্রোসাইটের একটি ধ্রুবক pH থাকে - 7, 25। এখানে হাইড্রোকার্বনেট এবং ফসফেট বাফারের প্রভাব রয়েছে। কিন্তু ক্ষমতার দিক থেকে, তারা রক্তে যারা আছে তাদের থেকে আলাদা। এরিথ্রোসাইটগুলিতে, প্রোটিন বাফার অক্সিজেন সহ অঙ্গ এবং টিস্যু প্রদানের পাশাপাশি তাদের থেকে কার্বন ডাই অক্সাইড অপসারণে বিশেষ ভূমিকা পালন করে। উপরন্তু, এটি এরিথ্রোসাইটের ভিতরে একটি ধ্রুবক pH মান বজায় রাখে। এরিথ্রোসাইটের প্রোটিন বাফারটি বাইকার্বোনেট সিস্টেমের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে সম্পর্কিত, যেহেতু এখানে অ্যাসিড এবং লবণের অনুপাত রক্তের তুলনায় কম।
বাফার সিস্টেমের উদাহরণ
শক্তিশালী অ্যাসিড এবং ক্ষারগুলির দ্রবণ, যার দুর্বল প্রতিক্রিয়া রয়েছে, তাদের একটি পরিবর্তনশীল pH থাকে। কিন্তু এর লবণের সাথে অ্যাসিটিক অ্যাসিডের মিশ্রণ একটি স্থিতিশীল মান ধরে রাখে। এমনকি আপনি যদি তাদের সাথে অ্যাসিড বা ক্ষার যোগ করেন তবে অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য পরিবর্তন হবে না। উদাহরণ হিসাবে, অ্যাসিটেট বাফার বিবেচনা করুন, যা অ্যাসিড CH3COOH এবং এর লবণ CH3COO নিয়ে গঠিত। যদি আপনি একটি শক্তিশালী অ্যাসিড যোগ করেন, তাহলে লবণের ভিত্তি H + আয়নগুলিকে আবদ্ধ করবে এবং অ্যাসিটিক অ্যাসিডে পরিণত হবে। লবণ আয়ন হ্রাসঅ্যাসিড অণু বৃদ্ধি দ্বারা সুষম। ফলস্বরূপ, লবণের সাথে অ্যাসিডের অনুপাতের সামান্য পরিবর্তন হয়, তাই pH বেশ অজ্ঞাতভাবে পরিবর্তিত হয়।
বাফার সিস্টেমের কর্মের প্রক্রিয়া
যখন অ্যাসিডিক বা ক্ষারীয় পণ্য রক্তের প্রবাহে প্রবেশ করে, তখন আগত পণ্যগুলি বিপাকীয় প্রক্রিয়ায় নির্গত বা ব্যবহৃত না হওয়া পর্যন্ত বাফার একটি ধ্রুবক pH মান বজায় রাখে। মানুষের রক্তে চারটি বাফার থাকে, যার প্রতিটিতে দুটি অংশ থাকে: একটি অ্যাসিড এবং এর লবণ, সেইসাথে একটি শক্তিশালী ক্ষার৷
একটি বাফারের প্রভাব এই কারণে যে এটি এর সাথে সম্পর্কিত রচনাটির সাথে আসা আয়নগুলিকে আবদ্ধ করে এবং নিরপেক্ষ করে। যেহেতু প্রকৃতিতে শরীরের বেশিরভাগই অক্সিডাইজড বিপাকীয় পণ্যগুলির মুখোমুখি হয়, বাফারের বৈশিষ্ট্যগুলি অ্যান্টি-ক্ষারকের চেয়ে বেশি অ্যাসিড-বিরোধী৷
প্রতিটি বাফার সিস্টেমের অপারেশনের নিজস্ব নীতি রয়েছে। যখন pH স্তর 7.0 এর নিচে নেমে যায়, তখন তাদের জোরালো কার্যকলাপ শুরু হয়। তারা অতিরিক্ত মুক্ত হাইড্রোজেন আয়ন আবদ্ধ করতে শুরু করে, অক্সিজেন সরানো কমপ্লেক্স গঠন করে। এটি, পালাক্রমে, পাচনতন্ত্র, ফুসফুস, ত্বক, কিডনি এবং আরও অনেক কিছুতে চলে যায়। অ্যাসিডিক এবং ক্ষারীয় পণ্যগুলির এই ধরনের পরিবহন তাদের আনলোডিং এবং মলত্যাগে অবদান রাখে৷
মানব দেহে, মাত্র চারটি বাফার সিস্টেম অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য বজায় রাখতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, তবে অন্যান্য বাফার রয়েছে, যেমন অ্যাসিটেট বাফার সিস্টেম, যার একটি দুর্বল অ্যাসিড (দাতা) এবং এর লবণ (গ্রহণকারী)। এই প্রক্রিয়ার ক্ষমতাযখন অ্যাসিড বা লবণ রক্তে প্রবেশ করে তখন পিএইচ-এর পরিবর্তনকে প্রতিরোধ করতে সীমিত। তারা অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য বজায় রাখে যখন একটি শক্তিশালী অ্যাসিড বা ক্ষার একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে সরবরাহ করা হয়। যদি এটি অতিক্রম করা হয়, pH নাটকীয়ভাবে পরিবর্তিত হবে, বাফার সিস্টেম কাজ করা বন্ধ করবে৷
বাফার দক্ষতা
রক্ত এবং এরিথ্রোসাইটের বাফারের কার্যকারিতা আলাদা। পরবর্তীতে, এটি উচ্চতর, যেহেতু এখানে একটি হিমোগ্লোবিন বাফার রয়েছে। আয়নের সংখ্যা হ্রাস কোষ থেকে আন্তঃকোষীয় পরিবেশের দিকে এবং তারপরে রক্তের দিকে ঘটে। এটি পরামর্শ দেয় যে রক্তের বাফার ক্ষমতা সবচেয়ে বেশি, যখন অন্তঃকোষীয় পরিবেশে সবচেয়ে ছোট।
যখন কোষগুলি বিপাকিত হয়, তখন অ্যাসিডগুলি উপস্থিত হয় যা আন্তঃস্থায়ী তরলে প্রবেশ করে। এটি যত সহজে ঘটবে, কোষে তাদের বেশি দেখা যাবে, যেহেতু অতিরিক্ত হাইড্রোজেন আয়ন কোষের ঝিল্লির ব্যাপ্তিযোগ্যতা বাড়ায়। আমরা ইতিমধ্যে বাফার সিস্টেমের শ্রেণীবিভাগ জানি। এরিথ্রোসাইটগুলিতে, তাদের আরও কার্যকর বৈশিষ্ট্য রয়েছে, যেহেতু কোলাজেন ফাইবারগুলি এখনও এখানে একটি ভূমিকা পালন করে, যা অ্যাসিড জমে ফুলে যাওয়ার দ্বারা প্রতিক্রিয়া করে, তারা এটি শোষণ করে এবং হাইড্রোজেন আয়নগুলি থেকে এরিথ্রোসাইটগুলিকে ছেড়ে দেয়। এই ক্ষমতা এর শোষণ বৈশিষ্ট্যের কারণে।
শরীরে বাফারের মিথস্ক্রিয়া
শরীরে থাকা সমস্ত মেকানিজম পরস্পর সংযুক্ত। রক্তের বাফারগুলি বিভিন্ন সিস্টেম নিয়ে গঠিত, যার অবদান অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য বজায় রাখার জন্য আলাদা। রক্ত যখন ফুসফুসে প্রবেশ করে, তখন এটি অক্সিজেন গ্রহণ করে।লোহিত রক্ত কণিকায় হিমোগ্লোবিনের সাথে আবদ্ধ হয়ে অক্সিহেমোগ্লোবিন (অ্যাসিড) গঠন করে, যা পিএইচ স্তর বজায় রাখে। কার্বনিক অ্যানহাইড্রেজের সহায়তায়, কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে ফুসফুসের রক্তের সমান্তরাল পরিশোধন হয়, যা এরিথ্রোসাইটগুলিতে একটি দুর্বল ডিব্যাসিক কার্বনিক অ্যাসিড এবং কার্বামিনোহেমোগ্লোবিনের আকারে এবং রক্তে - কার্বন ডাই অক্সাইড এবং জলের আকারে উপস্থাপিত হয়।
এরিথ্রোসাইটগুলিতে দুর্বল ডিব্যাসিক কার্বনিক অ্যাসিডের পরিমাণ হ্রাসের সাথে, এটি রক্ত থেকে এরিথ্রোসাইটের মধ্যে প্রবেশ করে এবং রক্ত কার্বন ডাই অক্সাইড থেকে পরিষ্কার হয়। এইভাবে, একটি দুর্বল ডিব্যাসিক কার্বনিক অ্যাসিড ক্রমাগত কোষ থেকে রক্তে যায় এবং নিষ্ক্রিয় ক্লোরাইড অ্যানিয়নগুলি নিরপেক্ষতা বজায় রাখতে রক্ত থেকে এরিথ্রোসাইটগুলিতে প্রবেশ করে। ফলস্বরূপ, লোহিত রক্তকণিকা প্লাজমার চেয়ে বেশি অম্লীয়। সমস্ত বাফার সিস্টেম প্রোটন দাতা-গ্রহণকারী অনুপাত (4:20) দ্বারা ন্যায়সঙ্গত হয়, যা মানবদেহের বিপাকের বিশেষত্বের সাথে যুক্ত, যা ক্ষারীয়গুলির চেয়ে বেশি সংখ্যক অ্যাসিডিক পণ্য তৈরি করে। অ্যাসিড বাফার ক্ষমতার সূচক এখানে খুবই গুরুত্বপূর্ণ৷
টিস্যুতে বিনিময় প্রক্রিয়া
অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য বাফার এবং শরীরের টিস্যুতে বিপাকীয় রূপান্তর দ্বারা বজায় রাখা হয়। এটি জৈব রাসায়নিক এবং ভৌত-রাসায়নিক প্রক্রিয়া দ্বারা সহায়তা করা হয়। তারা বিপাকীয় পণ্যগুলির অ্যাসিড-বেস বৈশিষ্ট্যের ক্ষতি, তাদের বাঁধাই, নতুন যৌগ গঠনে অবদান রাখে যা দ্রুত শরীর থেকে নির্গত হয়। উদাহরণস্বরূপ, প্রচুর পরিমাণে ল্যাকটিক অ্যাসিড গ্লাইকোজেনে নির্গত হয়, জৈব অ্যাসিড সোডিয়াম লবণ দ্বারা নিরপেক্ষ হয়। শক্তিশালীঅ্যাসিড এবং ক্ষারগুলি লিপিডগুলিতে দ্রবীভূত হয় এবং জৈব অ্যাসিডগুলি কার্বনিক অ্যাসিড গঠনের জন্য জারিত হয়৷
এইভাবে, বাফার সিস্টেম মানবদেহে অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য স্বাভাবিককরণে প্রথম সহায়ক। জৈবিক অণু এবং কাঠামো, অঙ্গ এবং টিস্যুগুলির স্বাভাবিক কার্যকারিতার জন্য pH স্থিতিশীলতা প্রয়োজন। স্বাভাবিক অবস্থায়, বাফার প্রক্রিয়াগুলি হাইড্রোজেন এবং কার্বন ডাই অক্সাইড আয়নগুলির প্রবর্তন এবং অপসারণের মধ্যে একটি ভারসাম্য বজায় রাখে, যা রক্তে একটি ধ্রুবক pH স্তর বজায় রাখতে সাহায্য করে৷
যদি বাফার সিস্টেমের কাজে ব্যর্থতা থাকে, তবে একজন ব্যক্তি অ্যালকালোসিস বা অ্যাসিডোসিসের মতো প্যাথলজি তৈরি করে। সমস্ত বাফার সিস্টেম আন্তঃসংযুক্ত এবং একটি স্থিতিশীল অ্যাসিড-বেস ভারসাম্য বজায় রাখার লক্ষ্যে। মানবদেহ ক্রমাগত প্রচুর পরিমাণে অ্যাসিডিক পণ্য তৈরি করে, যা ত্রিশ লিটার শক্তিশালী অ্যাসিডের সমতুল্য।
শরীরের অভ্যন্তরে প্রতিক্রিয়াগুলির স্থায়িত্ব শক্তিশালী বাফার দ্বারা সরবরাহ করা হয়: ফসফেট, প্রোটিন, হিমোগ্লোবিন এবং বাইকার্বনেট। অন্যান্য বাফার সিস্টেম আছে, কিন্তু এটি একটি জীবন্ত প্রাণীর জন্য প্রধান এবং সবচেয়ে প্রয়োজনীয়। তাদের সাহায্য ছাড়া, একজন ব্যক্তি বিভিন্ন প্যাথলজির বিকাশ ঘটাবে যা কোমা বা মৃত্যুর দিকে নিয়ে যেতে পারে।
