Wissenschaft

Chemische Zusammensetzung des menschlichen Körpers

Viele der Elemente, die in der Natur vorkommen, befinden sich auch im Körper. Dies ist die chemische Zusammensetzung des durchschnittlichen erwachsenen menschlichen Körpers in Bezug auf Elemente und auch Verbindungen.

Hauptklassen von Verbindungen im menschlichen Körper

Die meisten Elemente befinden sich in Verbindungen. Wasser und Mineralien sind anorganische Verbindungen. Organische Verbindungen umfassen Fett, Protein, Kohlenhydrate und Nukleinsäuren.

  • Wasser:  Wasser ist die am häufigsten vorkommende chemische Verbindung in lebenden menschlichen Zellen und macht 65 bis 90 Prozent jeder Zelle aus. Es ist auch zwischen Zellen vorhanden. Zum Beispiel sind Blut und Liquor cerebrospinalis meistens Wasser.
  • Fett: Der Fettanteil variiert von Person zu Person, aber selbst eine übergewichtige Person hat mehr Wasser als Fett.
  • Protein: Bei einem mageren Mann sind die Prozentsätze von Protein und Wasser vergleichbar. Es sind ungefähr 16 Massenprozent. Muskeln, einschließlich des Herzens, enthalten viel Muskeln. Haare und Fingernägel sind Eiweiß. Die Haut enthält auch eine große Menge an Protein.
  • Mineralien: Mineralien machen etwa 6 Prozent des Körpers aus. Dazu gehören Salze und Metalle. Übliche Mineralien sind Natrium, Chlor, Kalzium, Kalium und Eisen.
  • Kohlenhydrate: Obwohl Menschen die Zuckerglukose als Energiequelle verwenden, ist zu keinem Zeitpunkt so viel davon frei im Blutkreislauf. Zucker und andere Kohlenhydrate machen nur etwa 1% der Körpermasse aus.

Elemente im menschlichen Körper

Sechs Elemente machen 99% der Masse des menschlichen Körpers aus. Das Akronym CHNOPS kann verwendet werden, um sich an die sechs wichtigsten chemischen Elemente zu erinnern, die in biologischen Molekülen verwendet werden. C ist Kohlenstoff, H ist Wasserstoff, N ist Stickstoff, O ist Sauerstoff, P ist Phosphor und S ist Schwefel. Das Akronym ist zwar eine gute Möglichkeit, sich an die Identität der Elemente zu erinnern, spiegelt jedoch nicht deren Häufigkeit wider.

  • Sauerstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im menschlichen Körper und macht ungefähr 65% der Masse einer Person aus. Jedes Wassermolekül besteht aus zwei Wasserstoffatomen, die an ein Sauerstoffatom gebunden sind, aber die Masse jedes Sauerstoffatoms ist viel höher als die kombinierte Masse des Wasserstoffs. Sauerstoff ist nicht nur ein Bestandteil von Wasser, sondern auch für die Zellatmung essentiell.
  • Kohlenstoff ist in allen organischen Verbindungen enthalten, weshalb Kohlenstoff das zweithäufigste Element im Körper ist und etwa 18% der Körpermasse ausmacht. Kohlenstoff kommt in Proteinen, Kohlenhydraten, Lipiden und Nukleinsäuren vor. Es ist auch in Kohlendioxid enthalten.
  • Wasserstoffatome sind die zahlreichste Art von Atomen beim Menschen, aber weil sie so leicht sind, machen sie nur etwa 10% der Masse aus. Wasserstoff ist in Wasser und ein wichtiger Elektronenträger.
  • Stickstoff macht etwa 3,3% der Körpermasse aus. Es ist in Proteinen und Nukleinsäuren enthalten.
  • Calcium macht 1,5% der Körpermasse aus. Es wird verwendet, um Knochen und Zähne aufzubauen, und es ist wichtig für die Muskelkontraktion.
  • Phosphor macht etwa 1% der Körpermasse aus. Dieses Element kommt in Nukleinsäuren vor. Das Aufbrechen von Bindungen, die Phosphatmoleküle verbinden, ist ein Hauptbestandteil des Energietransfers.
  • Kalium macht etwa 0,2 bis 0,4% der Masse einer Person aus. Es wird bei der Nervenleitung verwendet. Kalium ist ein Schlüsselkation oder positiv geladenes Ion im Körper.
  • Schwefel kommt in einigen Aminosäuren und Proteinen vor. Es ist ungefähr 0,2-0,3% der Körpermasse.
  • Natrium ist wie Kalium ein positiv geladenes Ion. Es ist ungefähr 0,1-0,2% der Körpermasse. Natrium hilft, den Elektrolythaushalt im Körper zu regulieren und die Homöostase in Bezug auf das Wasservolumen im Blut und in den Zellen aufrechtzuerhalten .
  • Obwohl Aluminium und Silizium in der Erdkruste reichlich vorhanden sind, kommen sie im menschlichen Körper in Spuren vor .
  • Andere Spurenelemente umfassen Metalle, die häufig Cofaktoren für Enzyme sind (z. B. Kobalt für Vitamin B 12 ). Spurenelemente sind Eisen, Kobalt, Zink, Jod, Selen und Mehl.

Enthält der Körper alle Elemente?

Der durchschnittliche menschliche Körper enthält winzige Mengen an Elementen, die keine bekannte biologische Funktion erfüllen. Dazu gehören Germanium, Antimon, Silber, Niob, Lanthan, Tellur, Wismut, Thallium, Gold und sogar radioaktive Elemente wie Thorium, Uran und Radium. Es sind jedoch nicht alle Elemente des Periodensystems im Körper vorhanden. Dies sind in erster Linie die synthetischen Elemente, die in Laboratorien hergestellt werden. Selbst wenn sie im Körper vorkommen würden, hätten die meisten superschweren Kerne so kurze Halbwertszeiten, dass sie fast augenblicklich in eines der häufigsten Elemente zerfallen würden.

Quellen

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  • Emsley, John (2011). Bausteine ​​der Natur: Ein AZ-Leitfaden zu den Elementen . OUP Oxford. p. 83. ISBN 978-0-19-960563-7.
  • Unterausschuss für die zehnte Ausgabe des Board of Recommended Dietary Allowances, Food and Nutrition Board; Kommission für Biowissenschaften, Nationaler Forschungsrat (Februar 1989).empfohlene Diät Mengen: 10. Ausgabe. National Academies Press. ISBN 978-0-309-04633-6.
  • Zumdahl, Steven S. und Susan A. (2000). Chemie , 5. Auflage. Houghton Mifflin Company. p. 894. ISBN 0-395-98581-1.

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