एक सामान्य 70 कि.ग्रा. व्यक्ति में पाये जाने वाले निम्नलिखित तत्वों पर विचार कीजिए तथा इन्हें सही बढ़ते क्रम में व्यवस्थित कीजिए । 1. सोडियम 2. पोटैशियम 3. ताँबा 4. लोहा नीचे दिए गए कूट से सही उत्तर चुनिए : कूट :
- (a)4, 3, 1, 2
- (b)3, 4, 1, 2
- (c)3, 4, 2, 1
- (d)4, 3, 2, 1
सही उत्तर — (b), 3, 4, 1, 2 (ताँबा < लोहा < सोडियम < पोटैशियम)। एक 70 कि.ग्रा. मानव शरीर के मानक संदर्भ आँकड़ों पर, ताँबा लगभग 72 मिलीग्राम, लोहा लगभग 4.2 ग्राम, सोडियम लगभग 100 ग्राम और पोटैशियम लगभग 140 ग्राम होता है। तो सबसे छोटे से सबसे बड़े द्रव्यमान का क्रम है ताँबा, फिर लोहा, फिर सोडियम, फिर पोटैशियम — यानी कथन 3, 4, 1, 2। दो निर्णायक तथ्य यह हैं कि लोहा ताँबे से लगभग साठ गुना अधिक भारी है (दोनों सूक्ष्म तत्व हैं, किन्तु समान रूप से सूक्ष्म नहीं), और पूरे शरीर में पोटैशियम सोडियम से अधिक होता है।
- (a)4, 3, 1, 2 — यह क्रम के ऊपरी हिस्से को सही रखता है (सोडियम फिर पोटैशियम) किन्तु लोहे को ताँबे से नीचे रख देता है। शरीर लगभग 4.2 ग्राम लोहा धारण करता है जबकि ताँबा लगभग 72 मिलीग्राम — लगभग साठ गुना का अंतर — इसलिए लोहा कभी भी चारों में सबसे छोटा नहीं हो सकता। उम्मीदवार 'सूक्ष्म तत्व' को एक ही श्रेणी मानकर इस जाल में फँसते हैं।
- (c)3, 4, 2, 1 — यह नीचे के हिस्से को सही रखता है (ताँबा फिर लोहा) किन्तु ऊपरी हिस्से को उलट देता है, पोटैशियम को सोडियम से नीचे रख देता है। रक्त प्लाज्मा में सोडियम वास्तव में प्रमुख आयन है, किन्तु प्रश्न पूरे शरीर के बारे में है: पोटैशियम (लगभग 140 ग्राम) मुख्यतः कोशिकाओं के भीतर स्थित है, और अंतःकोशिकीय आयतन बाह्यकोशिकीय द्रव से कहीं अधिक है, इसलिए कुल शरीर का पोटैशियम कुल शरीर के सोडियम (लगभग 100 ग्राम) से अधिक होता है।
- (d)4, 3, 2, 1 — यह पूर्णतः उलटा क्रम है — यह दोनों युग्मों को एक साथ उलट देता है, लोहे को ताँबे से नीचे और पोटैशियम को सोडियम से नीचे रखते हुए। यह वह क्रम है जिसे उम्मीदवार तब चिह्नित करते हैं जब वे कूट को घटते क्रम में पढ़ लेते हैं, बढ़ते क्रम में नहीं।
शरीर के द्रव्यमान का लगभग 96% केवल चार तत्वों से बना है — ऑक्सीजन, कार्बन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन। शेष खनिज हैं, जिन्हें मात्रा के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है: मैक्रो-खनिज जो दसियों या सैकड़ों ग्राम में मौजूद होते हैं (कैल्शियम लगभग 1 कि.ग्रा., पोटैशियम लगभग 140 ग्राम, सोडियम लगभग 100 ग्राम, मैग्नीशियम लगभग 19 ग्राम) और सूक्ष्म तत्व जो ग्राम या मिलीग्राम में मौजूद होते हैं (लोहा लगभग 4.2 ग्राम, जस्ता लगभग 2.3 ग्राम, ताँबा लगभग 72 मिलीग्राम)। कैल्शियम शरीर का सबसे प्रचुर खनिज है, जो मुख्यतः हड्डी में बंद रहता है। ये संदर्भ मूल्य एक 70 कि.ग्रा. वयस्क पुरुष के लिए व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले आँकड़े हैं।
इस प्रश्न में जाल सोडियम-पोटैशियम युग्म है, और यह एक अच्छा जाल है क्योंकि यह अधूरे ज्ञान को दंडित करता है। हर छात्र सीखता है कि सोडियम मुख्य बाह्यकोशिकीय (extracellular) धनायन है और पोटैशियम मुख्य अंतःकोशिकीय (intracellular) धनायन, और यह कि प्लाज्मा सोडियम (लगभग 140 mmol/L) प्लाज्मा पोटैशियम (लगभग 4 mmol/L) से कहीं अधिक है। किन्तु अंतःकोशिकीय कक्ष का आयतन बाह्यकोशिकीय कक्ष से लगभग दोगुना है, इसलिए एक बार पूरे शरीर की गिनती करने पर पोटैशियम आगे निकल जाता है। तर्क करने का मार्ग: ताँबे को सबसे छोटा मानकर तय करें (मिलीग्राम, एक एंज़ाइम सहकारक), फिर लोहा (ग्राम, मुख्यतः हीमोग्लोबिन व मायोग्लोबिन में), और फिर सोडियम-पोटैशियम युग्म को यह याद रखते हुए तय करें कि यह पूरे शरीर की गिनती है, कोई रक्त-जाँच नहीं।
- 70 कि.ग्रा. शरीर के लिए संदर्भ आँकड़े: ताँबा लगभग 72 मिलीग्राम, लोहा लगभग 4.2 ग्राम, सोडियम लगभग 100 ग्राम, पोटैशियम लगभग 140 ग्राम
- कैल्शियम शरीर का सबसे प्रचुर खनिज है, लगभग 1 कि.ग्रा., मुख्यतः हड्डी व दाँतों में हाइड्रॉक्सीएपेटाइट के रूप में
- लोहा मुख्यतः हीमोग्लोबिन व मायोग्लोबिन में बँधा होता है; ताँबा साइटोक्रोम c ऑक्सीडेज़ व सुपरऑक्साइड डिस्म्यूटेज़ जैसे एंज़ाइमों में सहकारक के रूप में कार्य करता है
- सोडियम मुख्य बाह्यकोशिकीय धनायन है और पोटैशियम मुख्य अंतःकोशिकीय धनायन — किन्तु कुल शरीर का पोटैशियम फिर भी कुल शरीर के सोडियम से अधिक होता है
- ऑक्सीजन, कार्बन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन मिलकर शरीर के द्रव्यमान का लगभग 96% बनाते हैं
बढ़ता क्रम = ताँबा, लोहा, सोडियम, पोटैशियम = 3, 4, 1, 2। हाइलाइट की गई पंक्ति ही वह जगह है जहाँ प्रश्न जीता या हारा जाता है: पूरे शरीर में पोटैशियम सोडियम को पीछे छोड़ देता है भले ही रक्त में सोडियम का प्रभुत्व हो।
- प्लाज्मा सांद्रता को पूरे शरीर वाले प्रश्न में ले जाना और यह निष्कर्ष निकालना कि सोडियम पोटैशियम से अधिक है
- सभी सूक्ष्म तत्वों को बराबर मानना — लोहा ग्राम में मौजूद है, ताँबा केवल मिलीग्राम में
- 'बढ़ते' को 'घटते' पढ़ लेना और ठीक उलटा कूट चिह्नित कर देना
UPPSC शरीर के तत्वों का क्रम या रैंकिंग पूछता है; UPSC कार्यात्मक पक्ष को तरजीह देता है — पेशी संकुचन के लिए किस खनिज की आवश्यकता होती है, कौन-सा प्रोटीन लोहा वहन करता है, किसी दी गई कमी से क्या होता है।
निम्नलिखित खनिजों पर विचार कीजिए: 1. कैल्शियम 2. लोहा 3. सोडियम मानव शरीर को पेशियों के संकुचन के लिए ऊपर दिए गए खनिजों में से किस/किन की आवश्यकता होती है?
- (a) केवल 1
- (b) केवल 2 और 3
- (c) केवल 1 और 3
- (d) 1, 2 और 3
उत्तर(d) 1, 2 और 3
शारीरिक खनिजों के इसी समूह को दूसरी ओर से देखा गया। UPPSC पूछता है कि प्रत्येक तत्व की कितनी मात्रा शरीर में है; UPSC पूछता है कि कैल्शियम, लोहा और सोडियम किस लिए हैं — कैल्शियम संकुचन को गति देता है, सोडियम क्रिया-विभव वहन करता है, लोहा ऑक्सीजन-संबद्ध ऊर्जा आपूर्ति करता है। मात्रा और कार्य मिलकर इस विषय की पूरी तस्वीर बनाते हैं।
निम्नलिखित प्राकृतिक पदार्थों में से किसमें लोहा (Fe) पाया जाता है ?
- (a) क्लोरोफिल
- (b) कोलेजन
- (c) केराटिन
- (d) मायोग्लोबिन
उत्तर(d) मायोग्लोबिन
इस क्रम के लोहे वाले हिस्से पर सीधे: मायोग्लोबिन उन दो लोहा-युक्त प्रोटीनों में से एक है (हीमोग्लोबिन सहित) जो शरीर के लगभग 4.2 ग्राम लोहे के अधिकांश हिस्से का हिसाब देते हैं — जो ठीक वही कारण है कि यहाँ लोहा ताँबे से ऊपर है।
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
मानव शरीर में द्रव्यमान की दृष्टि से निम्नलिखित में से सबसे प्रचुर खनिज तत्व कौन-सा है?
- (a)लोहा
- (b)सोडियम
- (c)कैल्शियम
- (d)पोटैशियम
उत्तर(c) कैल्शियम — एक 70 कि.ग्रा. वयस्क में लगभग 1 कि.ग्रा., मुख्यतः हड्डी व दाँतों में हाइड्रॉक्सीएपेटाइट के रूप में; पोटैशियम (लगभग 140 ग्राम) व सोडियम (लगभग 100 ग्राम) इससे बहुत पीछे हैं।
- अभ्यास — वास्तविक PYQ नहीं
निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए: 1. पोटैशियम अंतःकोशिकीय द्रव का प्रमुख धनायन है। 2. सोडियम बाह्यकोशिकीय द्रव का प्रमुख धनायन है। उपर्युक्त कथनों में से कौन-सा/से सही है/हैं?
- (a)केवल 1
- (b)केवल 2
- (c)1 और 2 दोनों
- (d)न तो 1 न ही 2
उत्तर(c) 1 और 2 दोनों — यह प्रवणता सोडियम-पोटैशियम पंप द्वारा बनाए रखी जाती है और विश्राम झिल्ली विभव का आधार है।