Composição do corpo humano - Composition of the human body
A composição corporal pode ser analisada de várias maneiras. Isso pode ser feito em termos dos elementos químicos presentes ou por tipo molecular, por exemplo, água , proteína , gorduras (ou lipídios ), hidroxilapatita (nos ossos), carboidratos (como glicogênio e glicose ) e DNA . Em termos de tipo de tecido, o corpo pode ser analisado em água, gordura, tecido conjuntivo , músculo , osso , etc. Em termos de tipo de célula, o corpo contém centenas de tipos diferentes de células, mas notavelmente, o maior número de células contidas em um corpo humano (embora não a maior massa de células) não são células humanas, mas bactérias que residem no trato gastrointestinal humano normal.
Elementos
Quase 99% da massa do corpo humano é composta de seis elementos: oxigênio , carbono , hidrogênio , nitrogênio , cálcio e fósforo . Apenas cerca de 0,85% é composto de outros cinco elementos: potássio , enxofre , sódio , cloro e magnésio . Todos os 11 são necessários para a vida. Os elementos restantes são oligoelementos , dos quais mais de uma dúzia são considerados, com base em boas evidências, necessários para a vida. Toda a massa dos oligoelementos reunidos (menos de 10 gramas para um corpo humano) não somam à massa corporal de magnésio, o menos comum dos 11 não oligoelementos.
Outros elementos
Nem todos os elementos encontrados no corpo humano em pequenas quantidades desempenham um papel na vida. Alguns desses elementos são considerados simples contaminantes comuns sem função (exemplos: césio, titânio), enquanto muitos outros são considerados toxinas ativas, dependendo da quantidade (cádmio, mercúrio, chumbo, radioativos). Em humanos, o arsênico é tóxico e seus níveis nos alimentos e suplementos dietéticos são monitorados de perto para reduzir ou eliminar sua ingestão.
Alguns elementos (silício, boro, níquel, vanádio) provavelmente também são necessários aos mamíferos, mas em doses muito menores. O bromo é usado abundantemente por alguns (embora não todos) organismos inferiores, e oportunisticamente em eosinófilos em humanos. Um estudo indicou que o bromo é necessário para a síntese de colágeno IV em humanos. O flúor é usado por várias plantas para a fabricação de toxinas (veja aquele elemento), mas em humanos funciona apenas como um agente endurecedor local (tópico) no esmalte dentário, e não em um papel biológico essencial.
Lista de composição elementar
O corpo humano adulto médio de 70 kg (150 lb) contém aproximadamente7 × 10 27 átomos e contém pelo menos traços detectáveis de 60 elementos químicos . Acredita-se que cerca de 29 desses elementos desempenhem um papel positivo e ativo na vida e na saúde dos seres humanos.
As quantidades relativas de cada elemento variam de indivíduo para indivíduo, principalmente devido às diferenças na proporção de gordura, músculo e osso em seu corpo. Pessoas com mais gordura terão uma proporção maior de carbono e uma proporção menor da maioria dos outros elementos (a proporção de hidrogênio será quase a mesma). Os números na tabela são médias de diferentes números relatados por diferentes referências.
A média do corpo humano adulto é de aproximadamente 53% de água. Isso varia substancialmente por idade, sexo e adiposidade. Em uma grande amostra de adultos de todas as idades e ambos os sexos, o valor da fração de água por peso foi de 48 ± 6% para mulheres e 58 ± 8% de água para homens. A água é ~ 11% de hidrogênio em massa, mas ~ 67% de hidrogênio em porcentagem atômica , e esses números, juntamente com os números de% complementares para o oxigênio na água, são os maiores contribuintes para os números gerais de massa e composição atômica. Por causa do conteúdo de água, o corpo humano contém mais oxigênio em massa do que qualquer outro elemento, mas mais hidrogênio por fração de átomo do que qualquer outro elemento.
Os elementos listados abaixo como "Essenciais em humanos" são aqueles listados pela Food and Drug Administration (EUA) como nutrientes essenciais, bem como seis elementos adicionais: oxigênio, carbono, hidrogênio e nitrogênio (os blocos de construção fundamentais da vida na Terra ), enxofre (essencial para todas as células) e cobalto (um componente necessário da vitamina B 12 ). Os elementos listados como "Possivelmente" ou "Provavelmente" essenciais são aqueles citados pelo National Research Council (Estados Unidos) como benéficos para a saúde humana e possivelmente ou provavelmente essenciais.
Número atômico | Elemento | Fração de massa | Massa (kg) | Porcentagem atômica | Essencial em humanos | Efeitos negativos do excesso | Grupo |
---|---|---|---|---|---|---|---|
8 | Oxigênio | 0,65 | 43 | 24 | Sim (por exemplo , água , aceitador de elétrons ) | Espécies que reagem ao oxigênio | 16 |
6 | Carbono | 0,18 | 16 | 12 | Sim ( compostos orgânicos ) | 14 | |
1 | Hidrogênio | 0,10 | 7 | 62 | Sim (por exemplo, água ) | 1 | |
7 | Azoto | 0,03 | 1,8 | 1,1 | Sim (por exemplo, DNA e aminoácidos ) | 15 | |
20 | Cálcio | 0,014 | 1.0 | 0,22 | Sim (por exemplo, Calmodulina e Hidroxilapatita nos ossos ) | Hipercalcemia | 2 |
15 | Fósforo | 0,011 | 0,78 | 0,22 | Sim (por exemplo, DNA e fosforilação ) | Hiperfosfatemia | 15 |
19 | Potássio | 2,0 × 10 −3 | 0,14 | 0,033 | Sim (por exemplo, Na + / K + -ATPase ) | Hipercalemia | 1 |
16 | Enxofre | 2,5 × 10 −3 | 0,14 | 0,038 | Sim (por exemplo , cisteína , metionina , biotina , tiamina ) | 16 | |
11 | Sódio | 1,5 × 10 −3 | 0,10 | 0,037 | Sim (por exemplo, Na + / K + -ATPase ) | Hipernatremia | 1 |
17 | Cloro | 1,5 × 10 −3 | 0,095 | 0,024 | Sim (por exemplo , ATPase transportadora de Cl ) | 17 | |
12 | Magnésio | 500 × 10 −6 | 0,019 | 0,0070 | Sim (por exemplo, ligação a ATP e outros nucleotídeos ) | Hipermagnesemia | 2 |
26 | Ferro * | 60 × 10 −6 | 0,0042 | 0,00067 | Sim (por exemplo , hemoglobina , citocromos ) | Sobrecarga de ferro | 8 |
9 | Flúor | 37 × 10 −6 | 0,0026 | 0,0012 | Sim ( AUS , NZ ), Não (EUA, UE), Talvez ( OMS ) | Flúor: Altamente tóxico
Fluoreto: Tóxico em grandes quantidades |
17 |
30 | Zinco | 32 × 10 −6 | 0,0023 | 0,00031 | Sim (por exemplo, proteínas de dedo de zinco ) | Toxicidade de zinco | 12 |
14 | Silício | 20 × 10 −6 | 0,0010 | 0,0058 | Possivelmente | 14 | |
31 | Gálio | 4,9 × 10 −6 | ? | 0,0007 | Não | 13 | |
37 | Rubídio | 4,6 × 10 -6 | 0,00068 | 0,000033 | Não | 1 | |
38 | Estrôncio | 4,6 × 10 -6 | 0,00032 | 0,000033 | —— | 2 | |
35 | Bromo | 2,9 × 10 −6 | 0,00026 | 0,000030 | —— | 17 | |
82 | Liderar | 1,7 × 10 -6 | 0,00012 | 0,0000045 | Não | Envenenamento por chumbo | 14 |
29 | Cobre | 1 × 10 −6 | 0,000072 | 0,0000104 | Sim (por exemplo, proteínas de cobre ) | Toxicidade do cobre | 11 |
13 | Alumínio | 870 × 10 −9 | 0,000060 | 0,000015 | Não | tóxico | 13 |
48 | Cádmio | 720 × 10 −9 | 0,000050 | 0,0000045 | Não | tóxico | 12 |
58 | Cério | 570 × 10 −9 | 0,000040 | Não | |||
56 | Bário | 310 × 10 −9 | 0,000022 | 0,0000012 | Não | tóxico em quantidades maiores | 2 |
50 | Lata | 240 × 10 −9 | 0,000020 | 6,0 × 10 -7 | Não | 14 | |
53 | Iodo | 160 × 10 −9 | 0,000020 | 7,5 × 10 -7 | Sim (por exemplo , tiroxina , triiodotironina ) | 17 | |
22 | Titânio | 130 × 10 −9 | 0,000020 | Não | 4 | ||
5 | Boro | 690 × 10 −9 | 0,000018 | 0,0000030 | Provavelmente | 13 | |
34 | Selênio | 190 × 10 −9 | 0,000015 | 4,5 × 10 −8 | sim | Toxicidade de selênio | 16 |
28 | Níquel | 140 × 10 −9 | 0,000015 | 0,0000015 | Provavelmente | tóxico em quantidades maiores | 10 |
24 | Cromo | 24 × 10 −9 | 0,000014 | 8,9 × 10 −8 | sim | 6 | |
25 | Manganês | 170 × 10 −9 | 0,000012 | 0,0000015 | Sim (por exemplo, Mn-SOD ) | 7 | |
33 | Arsênico | 260 × 10 −9 | 0,000007 | 8,9 × 10 −8 | Não | Envenenamento por arsênico | 15 |
3 | Lítio | 31 × 10 −9 | 0,000007 | 0,0000015 | Sim (intercorrelacionado com as funções de várias enzimas , hormônios e vitaminas ) | Toxicidade de lítio | 1 |
80 | Mercúrio | 190 × 10 −9 | 0,000006 | 8,9 × 10 −8 | Não | envenenamento por mercúrio | 12 |
55 | Césio | 21 × 10 −9 | 0,000006 | 1,0 × 10 −7 | Não | 1 | |
42 | Molibdênio | 130 × 10 −9 | 0,000005 | 4,5 × 10 −8 | Sim (por exemplo, as oxotransferases de molibdênio , xantina oxidase e sulfito oxidase ) | 6 | |
32 | Germânio | 5 × 10 −6 | Não | 14 | |||
27 | Cobalto | 21 × 10 −9 | 0,000003 | 3,0 × 10 -7 | Sim (cobalamina, B 12 ) | 9 | |
44 | Rutênio | 22 × 10 −9 | 0,000007 | Não | 8 | ||
51 | Antimônio | 110 × 10 −9 | 0,000002 | Não | tóxico | 15 | |
47 | Prata | 10 × 10 −9 | 0,000002 | Não | 11 | ||
41 | Nióbio | 1600 × 10 −9 | 0,0000015 | Não | 5 | ||
40 | Zircônio | 6 × 10 −6 | 0,000001 | 3,0 × 10 -7 | Não | 4 | |
57 | Lantânio | 1370 × 10 −9 | 8 × 10 −7 | Não | |||
52 | Telúrio | 120 × 10 −9 | 7 × 10 −7 | Não | 16 | ||
39 | Ítrio | 6 × 10 −7 | Não | 3 | |||
83 | Bismuto | 5 × 10 −7 | Não | 15 | |||
81 | Tálio | 5 × 10 −7 | Não | altamente tóxico | 13 | ||
49 | Índio | 4 × 10 −7 | Não | 13 | |||
79 | Ouro | 3 × 10 −9 | 2 × 10 −7 | 3,0 × 10 -7 | Não | nanopartículas não revestidas possivelmente genotóxicas | 11 |
21 | Escândio | 2 × 10 −7 | Não | 3 | |||
73 | Tântalo | 2 × 10 −7 | Não | 5 | |||
23 | Vanádio | 260 × 10 −9 | 1,1 × 10 -7 | 1,2 × 10 -8 | Possivelmente (fator de crescimento osteometabolismo (osso) sugerido) | 5 | |
90 | Tório | 1 × 10 −7 | Não | tóxico, radioativo | |||
92 | Urânio | 1 × 10 −7 | 3,0 × 10 −9 | Não | tóxico, radioativo | ||
62 | Samário | 5,0 × 10 −8 | Não | ||||
74 | Tungstênio | 2,0 × 10 -8 | Não | 6 | |||
4 | Berílio | 3,6 × 10 −8 | 4,5 × 10 −8 | Não | tóxico em quantidades maiores | 2 | |
88 | Rádio | 3 × 10 −14 | 1 × 10 −17 | Não | tóxico, radioativo | 2 |
* Ferro = ~ 3 g em homens, ~ 2,3 g em mulheres
Dos 94 elementos químicos de ocorrência natural, 61 estão listados na tabela acima. Dos 33 restantes, não se sabe quantos ocorrem no corpo humano.
A maioria dos elementos necessários à vida são relativamente comuns na crosta terrestre . O alumínio , o terceiro elemento mais comum na crosta terrestre (depois do oxigênio e do silício ), não tem função alguma nas células vivas, mas é tóxico em grandes quantidades, dependendo de suas formas físicas e químicas e magnitude, duração, frequência de exposição e como foi absorvido pelo corpo humano. As transferrinas podem ligar o alumínio.
Tabela periódica
Elementos nutricionais na tabela periódica | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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H | Ele | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Li | Ser | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N / D | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | Como | Se | Br | Kr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | CD | No | Sn | Sb | Te | eu | Xe | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Cs | BA | * | Lu | Hf | Ta | C | Ré | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | No | Rn | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fr | Ra | ** | Lr | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
* | La | Ce | Pr | WL | PM | Sm | Eu | D'us | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
** | Ac | º | Pa | você | Np | Pu | Sou | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | Não |
Lenda:
Elementos de quantidade
Considerado oligoelemento essencial pelos EUA, não pela União Europeia
Função sugerida de efeitos de privação ou manipulação metabólica ativa, mas nenhuma função bioquímica claramente identificada em humanos
Evidências circunstanciais limitadas para traços de benefícios ou ação biológica em mamíferos
Nenhuma evidência de ação biológica em mamíferos, mas essencial em alguns organismos inferiores.
(No caso do lantânio, a definição de um nutriente essencial como sendo indispensável e insubstituível não é totalmente aplicável devido à extrema semelhança dos lantanídeos . Os primeiros lantanídeos estáveis até Sm são conhecidos por estimular o crescimento de vários organismos usuários de lantanídeos .) |
Moléculas
A composição do corpo humano expressa em termos de produtos químicos:
- Água
- Proteínas - incluindo aquelas do cabelo , tecido conjuntivo , etc.
- Gorduras (ou lipídios )
- Hidroxiapatita nos ossos
- Carboidratos , como glicogênio e glicose
- DNA
- Íons inorgânicos dissolvidos , como sódio , potássio , cloreto , bicarbonato , fosfato
- Gases como oxigênio , dióxido de carbono , óxido de nitrogênio , hidrogênio , monóxido de carbono , acetaldeído , formaldeído , metanotiol . Eles podem estar dissolvidos ou presentes nos gases nos pulmões ou intestinos . Etano e pentano são produzidos por radicais livres de oxigênio.
- Muitas outras moléculas pequenas, como aminoácidos , ácidos graxos , nucleobases , nucleosídeos , nucleotídeos , vitaminas , cofatores .
- Radicais livres , como superóxido , hidroxila e hidroperoxila .
A composição do corpo humano pode ser vista em escala atômica e molecular , conforme mostrado neste artigo.
O conteúdo molecular bruto estimado de uma célula humana típica de 20 micrômetros é o seguinte:
Molécula | Porcentagem de massa | Mol. peso (daltons) | Moléculas | Porcentagem de moléculas |
---|---|---|---|---|
Água | 65 | 18 | 1,74 × 10 14 | 98,73 |
Outros inorgânicos | 1,5 | N / D | 1,31 × 10 12 | 0,74 |
Lipídios | 12 | N / D | 8,4 × 10 11 | 0,475 |
Outros orgânicos | 0,4 | N / D | 7,7 × 10 10 | 0,044 |
Proteína | 20 | N / D | 1,9 × 10 10 | 0,011 |
RNA | 1.0 | N / D | 5 × 10 7 | 3 × 10 −5 |
DNA | 0,1 | 1 × 10 11 | 46 * | 3 × 10 −11 |
Tecidos
A composição corporal também pode ser expressa em termos de vários tipos de materiais, tais como:
- Músculo
- Gordura
- Osso e dentes
- Tecido nervoso ( cérebro e nervos )
- Hormônios
- Tecido conjuntivo
- Fluidos corporais ( sangue , linfa , urina )
- Conteúdo do trato digestivo , incluindo gases intestinais
- Ar nos pulmões
- Epitélio
Composição por tipo de célula
Existem muitas espécies de bactérias e outros microrganismos que vivem no corpo humano saudável ou dentro dele. Na verdade, existem aproximadamente tantas células microbianas quanto células humanas no corpo humano. (muito menos em massa ou volume). Alguns desses simbiontes são necessários para nossa saúde. Aqueles que não ajudam nem prejudicam os humanos são chamados de organismos comensais .
Veja também
- Lista de órgãos do corpo humano
- Pesagem hidrostática
- Elemento dietético
- Composição de sangue
- Lista de componentes do sangue humano
- Composição do corpo
- Abundância de elementos na crosta terrestre
- Abundância dos elementos químicos