Z czego zbudowany jest ludzki organizm? Oto 11 głównych pierwiastków – według wagowej obecności w ciele człowieka.
Tlen (65%)
Tlen to masy ciała
dwie trzecie bez mała.
Wagowo rzecz ujmując, obecny jest w organizmie przede wszystkim w formie wody. Dokładna zawartość wody w ciele waha się w zależności od wieku (jest najwyższa u noworodków) i płci (u dorosłej kobiety to średnio 55%, u mężczyzny – 60%). W cząsteczce H2O wodór ma przewagę liczebną, ale tlen wagową: stąd jego dominacja.
Węgiel (18,5%)
– Komu życie zawdzięczamy?
– Węglowi, proszę kochanej mamy!
Nie bez powodu mówimy, że życie opiera się na węglu. Każdy jego atom dysponuje czterema wiązaniami, dzięki którym powstają długie łańcuchy i przestrzenne struktury. Wiązania te można bez wielkich wydatków energetycznych przerywać i łączyć na nowe sposoby. Węgiel jest jak te wypustki i dziurki na klockach Lego. We wzorach strukturalnych związków organicznych wręcz pomija się atomy węgla (podobnie jak wodoru – dla uproszczenia diagramu).
Wodór (9,5%)
Wodór to najmniejszy atom,
ale najliczniejszy za to.
Znowu wracamy do wody, bo w gruncie rzeczy jesteśmy chodzącymi bąblami wody, w których są mniejsze bąbelki. Nawet kości to woda – 31%, mózg i serce – 73%, a płuca – 83%. Każda zaś cząsteczka wody to dwa atomy wodoru, które są lekkie, ale liczne. W dorosłym organizmie ludzkim znajduje się około 4 × 1027 atomów wodoru, czyli przynajmniej tysiąc razy więcej niż gwiazd we wszechświecie.
Chlor (0,2%)
Pozwoli pani, że się przedstawię:
chlor jestem – i trawię.
Rozcieńczony kwas solny (HCl), czyli roztwór wodny chloru, to główny składnik soku żołądkowego. Nie jest to może najważniejszy dla nas pierwiastek, ale w swojej działce bez wątpienia przydatny.
Siarka (0,3%)
Twoje ciało giętkie jest
dzięki siarce (w skrócie: S).
Owszem, siarka bywa pierwiastkiem nieprzyjaznym, jednak jej związki organiczne są w istocie niezbędne dla wszelkiego ziemskiego życia. Trzy aminokwasy i dwie witaminy to związki siarkoorganiczne. Dzięki siarce syntetyzowane są w ciele insulina, keratyna i kolagen. Ten ostatni związek tworzy coś w rodzaju elastycznego szkieletu tkanek i występuje u zwierząt wielokomórkowych. U ssaków to najpowszechniejsze z białek.
Sód (0,2%)
Po co ci sód? Po to ci,
żebyś nie stracił wilgoci.
To pierwiastek ważny dla utrzymania równowagi pomiędzy płynami wewnątrzkomórkowymi a międzykomórkowymi, czyli do odpowiedniego nawodnienia. Zarówno niedobór, jak i nadmiar sodu może być groźny. Zapewne z tego powodu ewolucyjnie nauczyliśmy się rozpoznawać smak słony – sól jest głównym źródłem sodu.
Fosfor (1%)
Czy grasz w tenisa, czy też nie,
energię czerpiesz z ATP.
Adenozynotrójfosforan (ATP) to związek, który jest podstawowym nośnikiem energii w komórce. Składa się z węgla, tlenu, wodoru, azotu oraz fosforu. To właśnie w wiązaniu pomiędzy grupami fosforanowymi składowana jest energia. Gdy wiązanie zostaje zerwane, energia się uwalnia. ATP jest syntetyzowany i rozkładany nieustannie. Każdej doby organizm człowieka wytwarza (i niszczy) więcej tej substancji, niż sam waży.
Potas (0,4%)
Gdyby nie potasowe jony,
nie byłbyś taki szybki, Johnny.
Cała wspaniała maszyneria układu nerwowego opiera się na jonach potasowych K+, a właściwie na różnicy w wielkości pomiędzy nimi a jonami sodu Na+. W błonie neuronu znajdują się kanały potasowe, które przepuszczają większe jony K+, zatrzymując mniejsze Na+ (bramka działa, gdy jon pasuje wielkością idealnie). Dzięki temu komórka nerwowa nabiera spoczynkowego potencjału, który może gwałtownie uwolnić, kiedy przesyłany jest impuls nerwowy.
Magnez (0,1%)
Magnez przydatne ma przymioty
i do relaksu, i do roboty.
Cząsteczka ATP (patrz: fosfor), aby była biologicznie aktywna, musi zostać związana z jonem magnezu Mg2+. Te same jony potrafią też blokować kanały w komórkach nerwowych, co powoduje rozluźnienie mięśni. Pierwiastek ten wchodzi także w skład kości oraz reguluje ciśnienie osmotyczne krwi i innych tkanek. Innymi słowy, jest istotny dla równowagi płynów w organizmie. Przykłady te ukazują różne biologiczne funkcje magnezu.
Azot (3,2%)
Nie wyprzesz się azotu,
masz go w genach – o tu!
Adenina, guanina, cytozyna i tymina to cztery podstawowe zasady azotowe występujące w DNA. Wszystkie one składają się z węgla, tlenu, wodoru i właśnie azotu. Azot znajduje się także w białkach wszelkich organizmów żywych. Azotu jest mnóstwo w atmosferze, ale występuje on w formie dość niechętnej do współpracy – jako cząsteczka N2. Aby był użyteczny dla życia, dwa atomy cząsteczki trzeba rozdzielić. Tę sztukę opanowały tylko nieliczne organizmy, a mianowicie bakterie azotowe. N2 rozpada się też pod wpływem błyskawic w atmosferze, to jednak statystycznie o wiele mniejsze ilości.
Wapń (1,5%)
Tę kość twardszą od pnia
masz dzięki związkom wapnia.
Kości kręgowców składają się z siatki z elastycznego kolagenu wypełnionej twardym minerałem, hydroksyapatytem, czyli formą fosforanu wapnia. Poza kośćmi (i zębami) wapń obecny jest w płynie wewnątrz- i międzykomórkowym – w formie jonów Ca2+. Pełni rozmaite funkcje, np. bierze udział w krzepnięciu krwi.
Czytaj również:
