Jakie pierwiastki najczęściej występują w organizmie człowieka?

Zdjęcie: moodboard via Getty Images

W układzie okresowym znajduje się 118 pierwiastków i można by pomyśleć, że składamy się z wielu z nich. Ale tak nie jest; złożone układy, które tworzą nasze ciała, mają zaskakująco prosty skład pierwiastkowy.

„Ze 118 pierwiastków, ostatnią rzeczą, jaką przeczytałem było to, że 97% masy naszego ciała to tylko cztery pierwiastki” — powiedział Live Science Steven Townsend, chemik organiczny z Vanderbilt University. Te cztery pierwiastki to tlen, węgiel, wodór i azot. Więc co, dokładnie, one robią?

„Tlen definitywnie utrzymuje pierwsze miejsce, stanowiąc 65% do 67% masy ludzkiego ciała” — powiedział Townsend. To dlatego, że nasze ciała to w większości woda, około 50% do 60%. Tlen jest również krytyczny dla produkcji energii i metabolizmu, lub procesów chemicznych, które zachodzą w organizmie, zgodnie z przeglądem z 2016 r. w czasopiśmie „Nature Reviews Cancer”.

„Następny jest węgiel, który stanowi około 18% do 19% masy ciała” — powiedział Townsend, co nie jest zaskakujące, biorąc pod uwagę, że węgiel jest głównym pierwiastkiem większości życia na Ziemi. Węgiel tworzy szkielet tłuszczów, węglowodanów i białek, więc jest on głównym budulcem ciała i żywności, której używamy do jego zasilania.

Na trzecim miejscu jest wodór. W ludzkim ciele znajduje się więcej atomów wodoru niż jakiegokolwiek innego pierwiastka, ale stanowi on zaledwie 9% do 10% masy naszego ciała. Wodór jest drugim pierwiastkiem w wodzie, a na każdy atom tlenu przypadają dwa atomy wodoru. Ponadto, wodór jest kluczowym składnikiem białek, węglowodanów i tłuszczów. Ale nawet jeśli wodór posiada większość pod względem liczby atomów, jest znacznie zdeklasowany: Tlen i węgiel mają masy atomowe, które są prawie 16 i 12 razy większe niż wodór, odpowiednio. Innymi słowy, potrzeba 16 atomów wodoru, aby dorównać masie jednego atomu tlenu, dlatego wodór stanowi tylko jedną dziesiątą naszej masy.

Numerem cztery, na poziomie około 3%, jest najbardziej obfity gaz w atmosferze Ziemi: azot, według Townsenda. Azot jest kluczowy dla białek i ich budulca, zwanego aminokwasami. Azot jest również głównym składnikiem DNA i RNA, w tym ich azotowych zasad. Obie mają cytozynę, adeninę i guaninę; DNA ma tyminę, a RNA uracyl. Innymi słowy, bez azotu komórki twojego ciała nie mogłyby przechowywać informacji genetycznej ani się replikować. Dodatkowym pierwiastkiem, piątym co do częstości występowania w ludzkim ciele, jest wapń, który stanowi 1% do 2% masy człowieka. Ponad 99% tego wapnia znajduje się w kościach i zębach, według „National Institutes of Health”.

„Jednak pierwiastki inne niż te top pięć mają znaczenie” — powiedział Townsend. Weźmy na przykład sód. Stanowi on tylko 0,2% ciała, ale „to bardzo ważny minerał, który pomaga zrównoważyć płyny w organizmie” — powiedział. Jeśli sód nie jest w normie, ludzie mogą mieć znaczne problemy zdrowotne, takie jak wysokie ciśnienie krwi lub zaburzenia funkcji nerek.

„Ludzkie ciało jest skomplikowane, ale myślę, że jest też niesamowite w swojej prostocie” — powiedział Townsend. „Złożone połączone układy, które utrzymują nas przy życiu: wszystkie zależą od garstki pierwiastków. Jeśli pomyślisz o tym, jak złożone jest ludzkie ciało, to jest to w pewnym sensie magiczne”.