Složení lidského těla - Composition of the human body

Nesmí být zaměňována s anatomií člověka nebo tělesným složením (fyzická zdatnost) .

Složení těla lze analyzovat různými způsoby. To lze provést z hlediska přítomných chemických prvků nebo molekulárního typu, např. Vody , bílkovin , tuků (nebo lipidů ), hydroxylapatitu (v kostech), sacharidů (jako je glykogen a glukóza ) a DNA . Pokud jde o typ tkáně, tělo lze analyzovat na vodu, tuk, pojivovou tkáň , sval , kost atd. Pokud jde o typ buněk, tělo obsahuje stovky různých typů buněk, ale zejména největší počet obsažených buněk. v lidském těle (i když ne největší hmota buněk) nejsou lidské buňky, ale bakterie sídlící v normálním lidském gastrointestinálním traktu.

Elementy

Hlavní prvky, které tvoří lidské tělo (včetně vody).
201 Prvků lidského těla.02.svg Živel Symbol
hmotnostní procenta		 procenta
atomů
Kyslík Ó 65,0 24.0
Uhlík C 18.5 12.0
Vodík H 9.5 62,0
Dusík N. 3.2 1.1
Vápník Ca 1.5 0,22
Fosfor P 1,0 0,22
Draslík K 0,4 0,03
Síra S 0,3 0,038
Sodík Na 0,2 0,037
Chlór Cl 0,2 0,024
Hořčík Mg 0,1 0,015
Všichni ostatní <0,1 <0,3
Koláčové grafy typického složení lidského těla podle procent hmotnosti a podle procent atomového složení ( atomová procenta ).

Téměř 99% hmotnosti lidského těla tvoří šest prvků: kyslík , uhlík , vodík , dusík , vápník a fosfor . Pouze asi 0,85% se skládá z dalších pěti prvků: draslíku , síry , sodíku , chloru a hořčíku . Všech 11 je nezbytných pro život. Zbývající prvky jsou stopové prvky , z nichž více než tucet je považováno na základě dobrých důkazů za nezbytné pro život. Veškerá hmotnost stopových prvků dohromady (méně než 10 gramů na lidské tělo) se nesčítá s tělesnou hmotností hořčíku, což je nejméně obvyklé z 11 stopových prvků.

Další prvky

Ne všechny prvky, které se v lidském těle nacházejí ve stopových množstvích, hrají v životě roli. Některé z těchto prvků jsou považovány za jednoduché běžné kontaminanty bez funkce (příklady: cesium, titan), zatímco mnoho dalších je považováno za aktivní toxiny v závislosti na množství (kadmium, rtuť, olovo, radioaktivy). U lidí je arsen toxický a jeho hladiny v potravinách a doplňcích stravy jsou pečlivě sledovány, aby se snížil nebo vyloučil jeho příjem.

Některé prvky (křemík, bór, nikl, vanad) pravděpodobně potřebují i ​​savci, ale v mnohem menších dávkách. Brom je hojně používán některými (i když ne všemi) nižšími organismy, a oportunisticky v eozinofilech u lidí. Jedna studie ukázala, že brom je nezbytný pro syntézu kolagenu IV u lidí. Fluor používá řada rostlin k výrobě toxinů (viz tento prvek), ale u lidí funguje pouze jako lokální (lokální) tvrdidlo v zubní sklovině, a ne v zásadní biologické roli.

Seznam elementárních skladeb

Hlavní článek: minerál (živina)

Průměrné 70 kg (150 lb) dospělého lidského těla obsahuje přibližně7 × 10 27 atomů a obsahuje alespoň detekovatelné stopy 60 chemických prvků . Předpokládá se, že asi 29 z těchto prvků hraje aktivní pozitivní roli v životě a zdraví lidí.

Relativní množství každého prvku se liší podle jednotlivce, hlavně kvůli rozdílům v podílu tuku, svalů a kostí v jejich těle. Osoby s více tuky budou mít vyšší podíl uhlíku a nižší podíl většiny ostatních prvků (podíl vodíku bude přibližně stejný). Čísla v tabulce jsou průměry různých čísel vykazovaných různými referencemi.

Průměrné tělo dospělého člověka je ~ 53% vody. To se podstatně liší podle věku, pohlaví a adipozity. Ve velkém vzorku dospělých všech věkových skupin a obou pohlaví bylo zjištěno, že hmotnostní podíl vody je 48 ± 6% u žen a 58 ± 8% vody u mužů. Voda je ~ 11% hmotnostních vodíku, ale ~ 67% vodíku podle atomových procent , a tato čísla spolu s komplementárními čísly% pro kyslík ve vodě jsou největšími přispěvateli k celkovým hmotnostním a atomovým složením. Kvůli obsahu vody obsahuje lidské tělo více kyslíku podle hmotnosti než kterýkoli jiný prvek, ale více vodíku podle atomové frakce než kterýkoli prvek.

Níže uvedené prvky jako „Esenciální u lidí“ jsou prvky, které uvádí (USA) Úřad pro kontrolu potravin a léčiv jako základní živiny, a šest dalších prvků: kyslík, uhlík, vodík a dusík (základní stavební kameny života na Zemi) ), síra (nezbytná pro všechny buňky) a kobalt (nezbytná složka vitaminu B 12 ). Prvky uvedené jako „Možná“ nebo „Pravděpodobně“ zásadní jsou ty, které uvádí Národní rada pro výzkum (Spojené státy) jako prospěšné pro lidské zdraví a pravděpodobně nebo pravděpodobně zásadní.

Protonové číslo Živel Zlomek hmotnosti Hmotnost (kg) Atomové procento Nezbytné u lidí Negativní efekty přebytku Skupina
8 Kyslík 0,65 43 24 Ano (např. Voda , akceptor elektronů ) Reaktivní formy kyslíku 16
6 Uhlík 0,18 16 12 Ano ( organické sloučeniny ) 14
1 Vodík 0,10 7 62 Ano (např. Voda ) 1
7 Dusík 0,03 1,8 1.1 Ano (např. DNA a aminokyseliny ) 15
20 Vápník 0,014 1,0 0,22 Ano (např. Kalmodulin a hydroxylapatit v kostech ) Hyperkalcémie 2
15 Fosfor 0,011 0,78 0,22 Ano (např. DNA a fosforylace ) Hyperfosfatémie 15
19 Draslík 2,0 × 10 −3 0,14 0,033 Ano (např. Na + /K + -ATPase ) Hyperkalémie 1
16 Síra 2,5 × 10 −3 0,14 0,038 Ano (např. Cystein , methionin , biotin , thiamin ) 16
11 Sodík 1,5 × 10 −3 0,10 0,037 Ano (např. Na + /K + -ATPase ) Hypernatrémie 1
17 Chlór 1,5 × 10 −3 0,095 0,024 Ano (např. Cl-transportující ATPase ) 17
12 Hořčík 500 × 10 −6 0,019 0,0070 Ano (např. Vazba na ATP a jiné nukleotidy ) Hypermagnezémie 2
26 Žehlička * 60 × 10 −6 0,0042 0,00067 Ano (např. Hemoglobin , cytochromy ) Přetížení železem 8
9 Fluor 37 × 10 −6 0,0026 0,0012 Ano ( AUS , NZ ), Ne (USA, EU), Možná ( WHO ) Fluor: Vysoce toxický

Fluorid: Toxický ve vysokých množstvích

17
30 Zinek 32 × 10 −6 0,0023 0,00031 Ano (např. Proteiny zinkových prstů ) Toxicita zinku 12
14 Křemík 20 × 10 −6 0,0010 0,0058 Možná 14
31 Gallium 4,9 × 10 −6 ? 0,0007 Ne 13
37 Rubidium 4,6 × 10 −6 0,00068 0,000033 Ne 1
38 Stroncium 4,6 × 10 −6 0,00032 0,000033 —— 2
35 Bróm 2,9 × 10 −6 0,00026 0,000030 —— 17
82 Vést 1,7 × 10 −6 0,00012 0,0000045 Ne Otrava olovem 14
29 Měď 1 × 10 −6 0,000072 0,0000104 Ano (např. Měděné proteiny ) Toxicita mědi 11
13 Hliník 870 × 10 −9 0,000060 0,000015 Ne toxický 13
48 Kadmium 720 × 10 −9 0,000050 0,0000045 Ne toxický 12
58 Cerium 570 × 10 −9 0,000040 Ne
56 Baryum 310 × 10 −9 0,000022 0,0000012 Ne toxický ve vyšších množstvích 2
50 Cín 240 × 10 −9 0,000020 6,0 × 10 −7 Ne 14
53 Jód 160 × 10 −9 0,000020 7,5 × 10 −7 Ano (např. Tyroxin , trijodthyronin ) 17
22 Titan 130 × 10 −9 0,000020 Ne 4
5 Boron 690 × 10 −9 0,000018 0,0000030 Pravděpodobně 13
34 Selen 190 × 10 −9 0,000015 4,5 × 10 −8 Ano Toxicita selenu 16
28 Nikl 140 × 10 −9 0,000015 0,0000015 Pravděpodobně toxický ve vyšších množstvích 10
24 Chrom 24 × 10 −9 0,000014 8,9 × 10 −8 Ano 6
25 Mangan 170 × 10 −9 0,000012 0,0000015 Ano (např. Mn-SOD ) 7
33 Arsen 260 × 10 −9 0,000007 8,9 × 10 −8 Ne Otrava arsenem 15
3 Lithium 31 × 10 −9 0,000007 0,0000015 Ano (ve vzájemném vztahu s funkcemi několika enzymů , hormonů a vitamínů ) Toxicita lithia 1
80 Rtuť 190 × 10 −9 0,000006 8,9 × 10 −8 Ne Otrava rtutí 12
55 Cesium 21 × 10 −9 0,000006 1,0 × 10 −7 Ne 1
42 Molybden 130 × 10 −9 0,000005 4,5 × 10 −8 Ano (např. Oxotransferázy molybdenu , xanthinoxidáza a siřičitan oxidasa ) 6
32 Germanium 5 × 10 −6 Ne 14
27 Kobalt 21 × 10 −9 0,000003 3,0 × 10 −7 Ano (kobalamin, B 12 ) 9
44 Ruthenium 22 × 10 −9 0,000007 Ne 8
51 Antimon 110 × 10 −9 0,000002 Ne toxický 15
47 stříbrný 10 × 10 −9 0,000002 Ne 11
41 Niob 1600 × 10 −9 0,0000015 Ne 5
40 Zirkonium 6 × 10 −6 0,000001 3,0 × 10 −7 Ne 4
57 Lanthan 1370 × 10 −9 8 × 10 −7 Ne
52 Tellurium 120 × 10 −9 7 × 10 −7 Ne 16
39 Yttrium 6 × 10 −7 Ne 3
83 Vizmut 5 × 10 −7 Ne 15
81 Thallium 5 × 10 −7 Ne vysoce toxický 13
49 Indium 4 × 10 −7 Ne 13
79 Zlato 3 × 10 −9 2 × 10 −7 3,0 × 10 −7 Ne nepotažené nanočástice pravděpodobně genotoxické 11
21 Skandium 2 × 10 −7 Ne 3
73 Tantal 2 × 10 −7 Ne 5
23 Vanadium 260 × 10 −9 1,1 × 10 −7 1,2 × 10 −8 Možná (doporučený růstový faktor osteo-metabolismu (kosti)) 5
90 Thorium 1 × 10 −7 Ne toxický, radioaktivní
92 Uran 1 × 10 −7 3,0 × 10 −9 Ne toxický, radioaktivní
62 Samarium 5,0 × 10 −8 Ne
74 Wolfram 2,0 × 10 −8 Ne 6
4 Beryllium 3,6 × 10 −8 4,5 × 10 −8 Ne toxický ve vyšších množstvích 2
88 Rádium 3 × 10 −14 1 × 10 −17 Ne toxický, radioaktivní 2

*Železo = ~ 3 g u mužů, ~ 2,3 g u žen

Z 94 přirozeně se vyskytujících chemických prvků je 61 uvedeno v tabulce výše. Ze zbývajících 33 není známo, kolik z nich se vyskytuje v lidském těle.

Většina prvků potřebných k životu je v zemské kůře relativně běžná . Hliník , třetí nejběžnější prvek v zemské kůře (po kyslíku a křemíku ), neslouží žádné funkci v živých buňkách, ale je toxický ve velkém množství v závislosti na svých fyzikálních a chemických formách a velikosti, délce, frekvenci expozice a způsobu bylo absorbováno lidským tělem. Transferiny mohou vázat hliník.

Periodická tabulka

Nutriční prvky v periodické tabulce
H   On
Li Být   B C N. Ó F Ne
Na Mg   Al Si P S Cl Ar
K Ca   Sc Ti PROTI Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge Tak jako Se Br Kr
Rb Sr   Y Zr Pozn Mo Tc Ru Rh Pd Ag CD v Sn Sb Te Já Xe
Čs Ba * Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po Na Rn
Fr Ra ** Lr Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg Cn Nh Fl Mc Lv Ts Og
 
  * Los Angeles Ce Pr Nd Odpoledne Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb
  ** Ac Th Pa U Np Pu Dopoledne Cm Bk Srov Es Fm Md Ne
Legenda:
  Tyto čtyři základní organické elementy
  Prvky kvantity
  Základní stopové prvky
  USA a nikoli Evropská unie je považují za základní stopové prvky
  Navrhovaná funkce z deprivačních účinků nebo aktivní metabolické manipulace, ale žádná jasně identifikovaná biochemická funkce u lidí
  Omezené nepřímé důkazy o stopových výhodách nebo biologickém působení u savců
  Žádný důkaz biologického působení u savců, ale zásadní u některých nižších organismů.
(V případě lanthanu definice základní živiny jako nepostradatelné a nenahraditelné není zcela použitelná kvůli extrémní podobnosti lanthanoidů . Je známo, že stabilní rané lanthanoidy až po Sm stimulují růst různých organismů využívajících lanthanoidy .)

Molekuly

Složení lidského těla vyjádřené chemickými látkami:

Složení lidského těla lze zobrazit na atomové a molekulární měřítku, jak je uvedeno v tomto článku.

Odhadovaný hrubý molekulární obsah typické lidské buňky o velikosti 20 mikrometrů je následující:

Molekula Procento hmotnosti Mol. hmotnost (daltony) Molekuly Procento molekul
Voda 65 18 1,74 × 10 14 98,73
Jiné anorganické látky 1.5 N/A 1,31 × 10 12 0,74
Lipidy 12 N/A 8,4 × 10 11 0,475
Ostatní organické látky 0,4 N/A 7,7 × 10 10 0,044
Protein 20 N/A 1,9 × 10 10 0,011
RNA 1,0 N/A 5 × 10 7 3 × 10 −5
DNA 0,1 1 × 10 11 46* 3 × 10 −11

Papírové kapesníky

Hlavní buněčné složky lidského těla.
Buňky lidského těla podle hmotnosti. Svg Typ buňky % Hmotnost % počtu buněk
Erytrocyty (červené krvinky) 4.2 85,0
Svalové buňky 28.6 0,001
Adipocyty (tukové buňky) 18.6 0,2
Jiné buňky 14.3 14.8
Extracelulární složky 34,3 -

Složení těla může být také vyjádřeno různými druhy materiálů, jako například:

Složení podle typu buňky

Hlavní článek: Seznam odlišných typů buněk v těle dospělého člověka
Hlavní článek: Lidský mikrobiom § Relativní čísla

Na zdravém lidském těle nebo uvnitř něj žije mnoho druhů bakterií a dalších mikroorganismů . Ve skutečnosti je v lidském těle podle počtu zhruba tolik mikrobiálních jako lidských buněk. (mnohem méně podle hmotnosti nebo objemu). Někteří z těchto symbiontů jsou nezbytní pro naše zdraví. Těm, kteří lidem nepomáhají ani neškodí, se říká komenzální organismy.

Viz také

Reference