تركيبة جسم الإنسان

عرض العناصر الرئيسية التي تشكل جسم الإنسان من أكثر وفرة إلى الأقل وفرة (بالكتلة، وليس بواسطة جزء من الذرات).

يمكن تحليل التركيبة المكونة لجسم الإنسان حسب النوع الجزيئي مثل الماء، البروتين، النسيج الضام، الدهون (أو ليبيدات)، هيدروكسيل أباتيت (في العظام)، الكربوهيدرات (مثل الغلايكوجين والجلوكوز) والحمض النووي.

من حيث نوع الأنسجة، يمكن تحليل جسم الإنسان بناء على الماء والدهون والعضلات والعظام. أما من ناحية نوع الخلية، فيحتوي الجسم على مئات الأنواع المختلفة من الخلايا، ولكن يبقى أكبر عدد من الخلايا الموجودة في جسم الإنسان (وإن لم يكن أكبر كتلة من الخلايا) هي البكتيريا المقيمة في الجهاز الهضمي البشري الطبيعي.

العناصر

خطاطة دائرية توضح تكوين الجسم البشري النموذجي حسب النسبة المئوية من الكتلة (percent of mass) والتركيب الذري (atomic percent).

تتكون كتلة جسم الإنسان مما يقرب من ٪99 من ستة عناصر وهي : الأكسجين، الكربون،الهيدروجين، النيتروجين، الكالسيوم والفوسفور. وفقط حوالي ٪0.85 من خمسة عناصر أخرى وهي : البوتاسيوم، الكبريت، الصوديوم، الكلور والمغنيسيوم. كل هذه العناصر 11 تعد ضرورية للحياة. أما العناصر المتبقية فهي العناصر النزرة، والتي يعتقد أنها أدلة كافية لتكون ضرورية للحياة. لا تشكل الكتلة الإجمالية للعناصر النزرة الموجودة (أقل من 10 غرامات للجسم البشري) كتلة الجسم من المغنيسيوم، الذي يعد الأقل شيوعًا بين العناصر النزرة الـ11.

العناصر الأخرى

ليست كل العناصر الموجودة في جسم الإنسان بكميات ضئيلة تلعب دورًا في حياته. إذ يعتقد أن بعض هذه العناصر عبارة عن ملوثات بسيطة دون وظيفة (مثل السيزيوم، والتيتانيوم)، في حين يعتقد أن العديد من العناصر الأخرى عبارة عن مواد نشطة لكن سامة بحسب كميتها (مثل الكادميوم والزئبق والإشعاع). وعليه تبقى الجدوى المحتملة وسمية بعض العناصر على المستويات الطبيعية المتواجدة عادة داخل الجسم (مثل الألمنيوم) موضع نقاش.

اقترح الباحثون أن باحتمال وجود وظائف لكميات الكادميوم والرصاص الضئيلة في الجسم، على الرغم من أنها تكاد تكون سميّة بكميات أكبر بكثير من تلك الموجودة عادةً في الجسم. فمثلًا هناك أدلة على أن الزرنيخ، وهو عنصر يعتبر عادة مادة سامة إذا وجد بكميات أعلى لكنه ضروري في عناصر التتبع الثانوية لدى الثدييات مثل الجرذان، الهامستر، والماعز.[1] ومن المحتمل أن بعض الثدييات تحتاج أيضًا إلى جرعات أصغر بكثير من عناصر التتبع الثانوية مثل (السيليكون، البورون، النيكل، الفاناديوم). كما يُستخدم البروم بكثافة من قبل بعض الكائنات الحية الدقيقة والانتهازية في الخلايا الحمضية لدى البشر. إذ كشفت دراسة أن عنصر البروم ضروري لتصنيع الكولاجين الرابع عند الإنسان.[2] فيما يستخدم الفلور لدى عدد من النباتات لتصنيع السموم، فإنه يلعب دور عامل التصليب المحلي داخل جسم الإنسان من خلال حمايته من تسوس الأسنان وتقسية مينا الأسنان.[3]

قائمة التكوين الأساسي

العدد العنصر جزء من الكتلة[4][5][6][7][8][9] الكتلة (كغ)[10] نسبة ذرية الضرورة عند البشر[11] الآثار السلبية للفائض مجموعة (جدول دوري)
8 أكسجين 0.65 43 24 نعم (مثلا الماء، متقبل الإلكترون)[12] أنواع الأكسجين التفاعلية 16
6 كربون 0.18 16 12 نعم[12] (مركبات عضوية) 14
1 هيدروجين 0.10 7 62 نعم[12] (متلا. ماء) 1
7 نيتروجين 0.03 1.8 1.1 نعم[12] (متلا. حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين وحمض أميني) 15
20 كالسيوم 0.014 1.0 0.22 نعم[12][13][14] (متلا. كالموديولين وهيدروكسيل أباتيت في العظام) 2
15 فسفور 0.011 0.78 0.22 نعم[12][13][14] (متلا. حمض نووي ريبوزي منقوص الأكسجين وفسفرة) الفسفور التآكلي شديد السمية 15
19 بوتاسيوم 2.0×10−3 0.14 0.033 نعم[12][13] (متلا. Na+/K+-ATPase) 1
16 كبريت 2.5×10−3 0.14 0.038 نعم[12] (متلا. سيستئين، ميثيونين، بيوتين، فيتامين ب1) 16
11 صوديوم 1.5×10−3 0.10 0.037 نعم[13] (متلا Na+/K+-ATPase) 1
17 كلور 1.5×10−3 0.095 0.024 نعم[13][14] (متلا Cl-transporting ATPase) 17
12 مغنسيوم 500×10−6 0.019 0.0070 نعم[13][14] (متلا ملزمة لأدينوسين ثلاثي الفوسفات) 2
26 حديد* 60×10−6 0.0042 0.00067 نعم[13][14] (متلا . هيموغلوبين، سيتوكروم) 8
9 فلور 37×10−6 0.0026 0.0012 نعم (أستراليا، نيوزيلند),[15] لا (الولايات المتحدة، الاتحاد الأوروبي),[16][17] يمكن(منظمة الصحة العالمية)[18] سامة إذا كانت بكميات أعلى 17
30 زنك 32×10−6 0.0023 0.00031 نعم[13][14] (متلا بروتين أصبع الزنك) 12
14 سيليكون 20×10−6 0.0010 0.0058 البعض منه [19] 14
37 روبيديوم 4.6×10−6 0.00068 0.000033 لا 1
38 سترونتيوم 4.6×10−6 0.00032 0.000033 —— 2
35 بروم 2.9×10−6 0.00026 0.000030 —— 17
82 رصاص 1.7×10−6 0.00012 0.0000045 لا سام 14
29 نحاس 1×10−6 0.000072 0.0000104 نعم[13][14] (متلا بروتين النحاس) 11
13 ألومنيوم 870×10−9 0.000060 0.000015 لا 13
48 كادميوم 720×10−9 0.000050 0.0000045 لا سام 12
58 سيريوم 570×10−9 0.000040 لا
56 باريوم 310×10−9 0.000022 0.0000012 لا سام إذا كان بكميات أعلى 2
50 قصدير 240×10−9 0.000020 6.0×10−7 لا 14
53 يود 160×10−9 0.000020 7.5×10−7 نعم[13][14] (متلا هرمونات الغدة الدرقية، ثلاثي يود الثيرونين) 17
22 تيتانيوم 130×10−9 0.000020 لا 4
5 بورون 690×10−9 0.000018 0.0000030 محتمل[19][20] 13
34 سيلينيوم 190×10−9 0.000015 4.5×10−8 نعم[13][14] سام إذا كان بكميات أعلى 16
28 نيكل 140×10−9 0.000015 0.0000015 محتمل[19][20] سام إذا كان بكميات أعلى 10
24 كروم 24×10−9 0.000014 8.9×10−8 نعم[13][14] 6
25 منغنيز 170×10−9 0.000012 0.0000015 نعم[13][14] (متلا سوبر أكسيد ديسميوتاز 2) 7
33 زرنيخ 260×10−9 0.000007 8.9×10−8 محتمل[1][19] سام إذا كان بكميات أعلى 15
3 ليثيوم 31×10−9 0.000007 0.0000015 نعم (تلازم متبادل مع وظائف عدة إنزيم، هرمون وفيتامين) سام إذا كان بكميات أعلى 1
80 زئبق 190×10−9 0.000006 8.9×10−8 لا سام 12
55 سيزيوم 21×10−9 0.000006 1.0×10−7 لا 1
42 موليبدنوم 130×10−9 0.000005 4.5×10−8 نعم[13][14] (متلا ناقل أوكسو الموليبدنوم، أوكسيداز الزانثين وأكسيداز سلفيت) 6
32 جرمانيوم 5×10−6 لا 14
27 كوبالت 21×10−9 0.000003 3.0×10−7 نعم (cobalamin, B12)[21][22] 9
51 إثمد 110×10−9 0.000002 لا سام 15
47 فضة 10×10−9 0.000002 لا 11
41 نيوبيوم 1600×10−9 0.0000015 لا 5
40 زركونيوم 6×10−6 0.000001 3.0×10−7 لا 4
57 لانثانوم 1370×10−9 8×10−7 لا
52 تيلوريوم 120×10−9 7×10−7 لا 16
31 غاليوم 7×10−7 لا 13
39 إتريوم 6×10−7 لا 3
83 بزموت 5×10−7 لا 15
81 ثاليوم 5×10−7 لا شديدة السمية 13
49 إنديوم 4×10−7 لا 13
79 ذهب 3×10−9 2×10−7 3.0×10−7 لا الجسيمات النانوية غير المطلية ربما سمية جينية[23][24][25] 11
21 سكانديوم 2×10−7 لا 3
73 تانتالوم 2×10−7 لا 5
23 فاناديوم 260×10−9 1.1×10−7 1.2×10−8 ربما[19] عامل نمو (العظام) 5
90 ثوريوم 1×10−7 لا سامة, مشع
92 يورانيوم 1×10−7 3.0×10−9 لا سامة, مشع
62 ساماريوم 5.0×10−8 لا
74 تنجستن 2.0×10−8 لا 6
4 بيريليوم 3.6×10−8 4.5×10−8 لا سامة إذا كانت بكميات أعلى 2
88 راديوم 3×10−14 1×10−17 لا سامة, مشع 2

*Iron = ~3 غ عند الرجال, ~2.3 g عند النساء

الجدول الدوري

المقالة الرئيسة: الجدول الدوري

الجزيئات

يتم التعبير عن تركيبة جسم الإنسان من حيث المواد الكيميائية التالية :

يمكن رؤية تكوين جسم الإنسان على مقياس ذري وجزيئي كما هو موضح في هذه المقالة.

المحتويات الجزيئية الإجمالية المقدرة لخلية بشرية نموذجية 20 ميكرومتر هي كما يلي:[27]

الجزيء نسبة الكتلة وزن الجزيء (دالتون) الجزيئات نسبة الجزيئات
ماء 65 18 1.74×1014 98.73
مركبات غير عضوية أخرى 1.5 N/A 1.31×1012 0.74
ليبيدات 12 N/A 8.4×1011 0.475
مركبات عضوية أخرى 0.4 N/A 7.7×1010 0.044
بروتين 20 N/A 1.9×1010 0.011
حمض نووي ريبوزي 1.0 N/A 5×107 3×10−5
الحمض النووي 0.1 1×1011 46* 3×10−11

الأنسجة

يمكن التعبير عن تركيبة جسم الإنسان أيضًا من حيث أنواع المواد المختلفة، مثل:

التكوين حسب نوع الخلية

المقالة الرئيسة: قائمة أنواع الخلايا المميزة في جسم الإنسان البالغ

هناك العديد من أنواع البكتيريا والكائنات الحية الدقيقة الأخرى التي تعيش على أو داخل جسم الإنسان السليم. في الواقع، ٪90 من الخلايا الموجودة في جسم الإنسان (أو فوقه) هي ميكروبات، يختلف عددها (حسب الكتلة أو الحجم).[28][29] تعد هذه العلاقة التكافلية ضرورية لصحة الإنسان. وتسمى تلك البكتيريا التي لا تساعد ولا تؤذي البشر بالكائنات المتعايشة.

مراجع

  1. ^ ا ب Anke M. "Arsenic". In: Mertz W. ed., Trace elements in human and Animal Nutrition, 5th ed. Orlando, FL: Academic Press, 1986, 347-372; Uthus E. O., "Evidency for arsenical essentiality", Environmental Geochemistry and Health, 1992, 14:54-56; Uthus E.O., Arsenic essentiality and factors affecting its importance. In: Chappell W. R., Abernathy C. O., Cothern C. R. eds., Arsenic Exposure and Health. Northwood, UK: Science and Technology Letters, 1994, 199-208.
  2. ^ McCall AS، Cummings CF، Bhave G، Vanacore R، Page-McCaw A، Hudson BG (2014). "Bromine Is an Essential Trace Element for Assembly of Collagen IV Scaffolds in Tissue Development and Architecture". Cell. ج. 157 ع. 6: 1380–92. DOI:10.1016/j.cell.2014.05.009. PMC:4144415. PMID:24906154.
  3. ^ Nelson, Lehninger, Cox (2008). Lehninger Principles of Biochemistry (ط. 5th). Macmillan.{{استشهاد بكتاب}}: صيانة الاستشهاد: أسماء متعددة: قائمة المؤلفين (link)
  4. ^ Thomas J. Glover, comp., Pocket Ref, 3rd ed. (Littleton: Sequoia, 2003), p. 324 (LCCN 2002-91021), which in
  5. ^ turn cites Geigy Scientific Tables, Ciba-Geigy Limited, Basel, Switzerland, 1984.
  6. ^ Chang، Raymond (2007). Chemistry, Ninth Edition. McGraw-Hill. ص. 52. ISBN:0-07-110595-6.
  7. ^ "Elemental Composition of the Human Body" by Ed Uthman, MD Retrieved 17 June 2016 نسخة محفوظة 18 ديسمبر 2018 على موقع واي باك مشين.
  8. ^ Frausto Da Silva، J. J. R؛ Williams، R. J. P (16 أغسطس 2001). "The Biological Chemistry of the Elements: The Inorganic Chemistry of Life". ISBN:9780198508489. مؤرشف من الأصل في 2020-01-09. {{استشهاد بدورية محكمة}}: الاستشهاد بدورية محكمة يطلب |دورية محكمة= (مساعدة)
  9. ^ Zumdahl، Steven S. and Susan A. (2000). Chemistry, Fifth Edition. Houghton Mifflin Company. ص. 894. ISBN:0-395-98581-1.)
  10. ^ Emsley، John (25 أغسطس 2011). Nature's Building Blocks: An A-Z Guide to the Elements. OUP Oxford. ص. 83. ISBN:978-0-19-960563-7. مؤرشف من الأصل في 2020-02-11. اطلع عليه بتاريخ 2016-06-17.
  11. ^ Neilsen, cited نسخة محفوظة 16 مارس 2020 على موقع واي باك مشين.
  12. ^ ا ب ج د ه و ز ح Salm، Sarah؛ Allen، Deborah؛ Nester، Eugene؛ Anderson، Denise (9 يناير 2015). Nester's Microbiology: A Human Perspective. ص. 21. ISBN:978-0-07-773093-2. مؤرشف من الأصل في 2020-01-10. اطلع عليه بتاريخ 2016-06-19.
  13. ^ ا ب ج د ه و ز ح ط ي يا يب يج يد Subcommittee on the Tenth Edition of the Recommended Dietary Allowances, Food and Nutrition Board؛ Commission on Life Sciences, National Research Council (1 فبراير 1989). "9-10". Recommended Dietary Allowances: 10th Edition. National Academies Press. ISBN:978-0-309-04633-6. مؤرشف من الأصل في 2020-01-09. اطلع عليه بتاريخ 2016-06-18.
  14. ^ ا ب ج د ه و ز ح ط ي يا يب Code of Federal Regulations, Title 21: Food and Drugs, Ch 1, subchapter B, Part 101, Subpart A, §101.9(c)(8)(iv) نسخة محفوظة 2 أبريل 2020 على موقع واي باك مشين.
  15. ^ Australian National Health and Medical Research Council (NHMRC) and New Zealand Ministry of Health (MoH) نسخة محفوظة 27 نوفمبر 2018 على موقع واي باك مشين.
  16. ^ "Fluoride in Drinking Water: A Review of Fluoridation and Regulation Issues" نسخة محفوظة 14 أغسطس 2017 على موقع واي باك مشين.
  17. ^ "Scientific Opinion on Dietary Reference Values for fluoride". EFSA Journal. ج. 11 ع. 8: 3332. 2013. DOI:10.2903/j.efsa.2013.3332. ISSN:1831-4732.
  18. ^ WHO/SDE/WSH/03.04/96 "Fluoride in Drinking-water" نسخة محفوظة 28 يناير 2018 على موقع واي باك مشين.
  19. ^ ا ب ج د ه Institute of Medicine (29 سبتمبر 2006). Dietary Reference Intakes: The Essential Guide to Nutrient Requirements. National Academies Press. ص. 313–19, 415–22. ISBN:978-0-309-15742-1. مؤرشف من الأصل في 2020-02-11. اطلع عليه بتاريخ 2016-06-21.
  20. ^ ا ب Safe Upper Levels for Vitamins and Mineral (2003), boron p. 164-71, nickel p. 225-31, EVM, Food Standards Agency, UK (ردمك 1-904026-11-7) نسخة محفوظة 20 يناير 2018 على موقع واي باك مشين.
  21. ^ Yamada، Kazuhiro (2013). "Cobalt: Its Role in Health and Disease". Metal Ions in Life Sciences. ج. 13: 295–320. DOI:10.1007/978-94-007-7500-8_9. ISSN:1559-0836.
  22. ^ Banci، Lucia (18 أبريل 2013). Metallomics and the Cell. Springer Science & Business Media. ص. 333–368. ISBN:978-94-007-5561-1. مؤرشف من الأصل في 2020-01-10. اطلع عليه بتاريخ 2016-06-19.
  23. ^ Fratoddi، Ilaria؛ Venditti، Iole؛ Cametti، Cesare؛ Russo، Maria Vittoria (2015). "How toxic are gold nanoparticles? The state-of-the-art". Nano Research. ج. 8 ع. 6: 1771–1799. DOI:10.1007/s12274-014-0697-3. ISSN:1998-0124.
  24. ^ "Scientific Opinion on the re-evaluation of gold (E 175) as a food additive". EFSA Journal. ج. 14 ع. 1: 4362. 2016. DOI:10.2903/j.efsa.2016.4362. ISSN:1831-4732.
  25. ^ Hillyer، Julián F.؛ Albrecht، Ralph M. (2001). "Gastrointestinal persorption and tissue distribution of differently sized colloidal gold nanoparticles". Journal of Pharmaceutical Sciences. ج. 90 ع. 12: 1927–1936. DOI:10.1002/jps.1143. ISSN:0022-3549.
  26. ^ Douglas Fox, "The speed of life", New Scientist, No 2419, 1 November 2003. نسخة محفوظة 01 مايو 2015 على موقع واي باك مشين.
  27. ^ Freitas Jr.، Robert A. (1999). Nanomedicine,. Landes Bioscience. Tables 3–1 & 3–2. ISBN:1-57059-680-8. مؤرشف من الأصل في 2018-04-16.
  28. ^ Glausiusz، Josie. "Your Body Is a Planet". مؤرشف من الأصل في 2019-03-30. اطلع عليه بتاريخ 2007-09-16.
  29. ^ Wenner، Melinda. "Humans Carry More Bacterial Cells than Human Ones". مؤرشف من الأصل في 2013-11-10. اطلع عليه بتاريخ 2010-10-09.