Kimyasal elementler yaşamın yapı taşıdır. İnsan vücudu, çoğu antik yıldızların içinde oluşmuş yaklaşık 20 farklı elementten oluşuyor. DNA'yı, hücresel organelleri, hücreleri, dokuları ve organları oluşturmak için bir araya gelen şaşırtıcı çeşitlilikte molekülleri oluşturuyorlar. Bu yüzden insan vücudunda bulunan elementler, bunların oranları ve oynadıkları çeşitli temel işlevler ilgi çekicidir. Peki vücudumuz hangi elementlerden oluşuyor?
İnsan vücudunu oluşturan elementler
Beden, tüm niyet ve amaçlar için olağanüstü karmaşık bir makinedir. Mikrodan makromoleküler düzeye kadar karmaşık ilişkiler içinde birlikte çalışan çok sayıda parçadan oluşur. Proteinler ve nükleik asitler gibi bu parçaları oluşturan yapı taşlarının yapısı kimyasal elementlerin oranı ve etkileşimi ile belirleniyor.
Bazı ögeler diğerlerinden çok daha yaygındır. İnsan vücudunun yaklaşık %99'u sadece altı elementten oluşuyor: Oksijen, hidrojen, nitrojen, karbon, kalsiyum ve fosfor. Diğer beş element kalan kütlenin yaklaşık %0,85'ini oluşturur: Sülfür, potasyum, sodyum, klor ve magnezyum. Bu 11 elementin hepsi temel elementlerdir.
İnsan vücudunun geriye kalan %0,15'i ise iz elementlerden oluşur. İz elementlerin birleşik kütlesi, iz olmayan elementlerden en az yaygın olan magnezyumun kütlesine bile eşit değil. Laboratuvar verilerine göre bazı iz elementler (bir düzine kadar) yaşam için gerekli görünüyor.
Vücuttaki kimyasal elementlerin işlevi
İnsan vücudunda bulunan kimyasal elementlerin çoğu hayati bir rol oynar. Ancak titanyum ve sezyum gibi bazı iz elementler kirletici olabilir. Kurşun, cıva, arsenik ve kadmiyum gibileri mevcut miktara bağlı olarak aktif toksinlerdir.
80 kg'lık bir insanı atomlara ayırsaydınız aşağıdaki miktarlarda farklı elementler elde ederdiniz:
Oksijen – 52 kg
Bu element vücudunuzun kütlesinin yarısından fazlasını ve atomlarınınsa sadece dörtte birini oluşturuyor. Oksijen vücut kütlesinin yaklaşık %65'ini meydana getirmesiyle insan vücudundaki en yaygın element. Mevcut oksijenin çoğu su şeklinde bulunur. Oksijen, metabolizma ve solunumda kritik rol oynar ve proteinler, karbonhidratlar, yağlar ve nükleik asitler dahil vücuttaki her büyük organik molekülde oksijen elementi bulunur.
Karbon – 14,4 kg
Karbon insan vücudunda sonraki en yaygın element ve vücudun kütlece %18'ini oluşturuyor. Rolü çoğunlukla yapısaldır ve birçok organik molekülün “omurgasını” oluşturur.
Hidrojen – 8 kg
Hidrojen evrende en bol bulunan elementtir (toplamın yaklaşık %75'i) ve kütle olarak insan vücudunun yaklaşık %10'unu oluşturuyor. İnsan vücudundaki hidrojen atomları Büyük Patlama'da oluştu. Bir yıldızın içinde üretildiler ve bir süpernova patlamasıyla uzaya saçıldılar. Yine de tüm insanların birer yıldız tozu olduğu tam olarak doğru değil. Organik moleküller arasında önemli bir element olmasının yanı sıra su şeklinde (oksijenle birlikte) bulunur.
Azot – 2,4 kg
Azot, insan vücudunun kütlece %3'ünü oluşturuyor. Tüm organizmalarda amino asitler (proteinleri oluşturan), nükleik asitler (DNA ve RNA) ve temel enerji transfer molekülü olan adenosin trifosfat (ATP) gibi moleküllerde azot bulunur. İnsan vücudunda en bol bulunan dört element hidrojen, oksijen, karbon ve nitrojen tüm atomların %99'unu oluşturuyor. Vücudunuzun her yerinde, çoğunlukla su olarak bulunurlar.
Kalsiyum – 1,2 kg
Kalsiyum, insan vücudunda en bol bulunan metal ve kütlece %1,4 dolayında. Muhtemelen en iyi bilinen işlevi kemik ve diş oluşumundadır ve beslenmede kalsiyum eksikliği çeşitli dejeneratif hastalığa yol açar. İnsan vücudundaki diğer önemli rolleri arasında protein sentezi, hücre zarları arasındaki potansiyel farkı koruma ve sinyal iletim yollarında ikinci haberciler olması var.
Fosfor – 880 gr
Fosfor oldukça reaktiftir ve bu özelliğinden dolayı element olarak Dünya'da asla serbest halde bulunmaz. Fosfatlar yaşam için gerekli ve fosforun bağlı formu olan fosfolipidler ATP ve nükleik asit gibi temel organik moleküllerin ana bileşenidir. İnsan vücudunun toplam kütlesinin %1,1'ini oluşturuyor.
Potasyum – 200 gr
Potasyum insan vücut kütlesinin %1'inden azını oluşturuyor. Potasyum iyonlarının sinir hücresi zarlarından geçişi sinir iletiminde hayati rol oynar.
Sülfür – 200 gr
Evrendeki en yaygın 10. element ve Dünya'daki en yaygın beşinci element olan sülfür, insan vücudunda önemli bir role sahip. Vücutta hemen hemen her zaman metal sülfür ve organosülfür bileşikleri şeklinde sülfür bulunur. Sülfür aynı zamanda deride ve saçta bulunan keratin proteini için de önemli bir yapısal element.
Sodyum – 120 gr
Bir alkali metal olan sodyum, yaygın olarak tuzda bulunuyor. Sodyum iyonları, hücre dışı sıvıdaki (ECF) ana katyon olduğundan ozmotik basınca katkıda bulunur. Sodyum ayrıca sinir iletiminde önemli role sahip.
Klor – 120 gr
Klor, tendon, diş ve kemik oluşumunun yanı sıra kanın asit-baz dengesinin korunmasında önemli rol oynuyor. Yaygın olarak tuzlarda bulunur ve vücutta potasyum ve sodyum ile birleşik halde yer alır. Ayrıca karaciğer fonksiyonuna katkıda bulunur ve organik atıkların uzaklaştırılmasına yardımcı olur.
Magnezyum – 40 gr
Magnezyum, insan vücudundaki temel elementlerin en az yaygın olanı. Yaklaşık 300 enzim düzgün çalışmak için magnezyum iyonlarına ihtiyaç duyuyor ve magnezyum iyonları DNA, RNA ve ATP gibi bileşiklerle etkileşime giriyor. Magnezyum, en önemli detoksifikasyon (toksiklerden arınma) enzimlerinden süperoksit dismutazın bileşenidir.
Vücuttaki iz elementler
İz elementlerden bazıları diğerlerinden daha önemli rollere sahipken kalanları hiçbir fark edilebilir işleve sahip değildir. Bazıları insanlar için aktif olarak toksiktir.
İnsan vücudunda en bol bulunan üç temel iz element demir (4,8 gr), flor (3,0 gr) ve çinkodur (2,6 gr). Demir, kanda oksijeni vücutta taşıyan hemoglobinin parçası olarak insan sağlığında önemli rol oynuyor. Flor dişler için önemli. Çinko, 300'den fazla enzim ve 1000 transkripsiyon faktörü için gerekli ve göz sağlığı ve üreme organı gelişimi için hayati öneme sahip.
Stronsiyum 0,37 gr ile neredeyse sadece kemiklerde bulunur ve büyüme ve yoğunluk üzerinde faydalı bir etkiye sahiptir. İyot 0,0128 gr ile tiroid hormonu tiroksinin önemli bir bileşenidir. İyot, insan vücudunun ihtiyaç duyduğu en ağır elementtir.
Bakır 0,08 gr ile birçok enzimin bileşenidir. Bakır eksikliği nörolojik ve kan bozukluklarına neden olur. Manganez 0,0136 gr ve molibden 0,0104 gr'dır.
Sonuç olarak
İnsan vücudunda bulunan tüm bu elementlerin ana kaynağı beslenmedir. Vücudumuzdaki elementlerden bazıları diğerlerinden daha önemli ve şaşırtıcı çeşitli bileşik ve molekülde yer alıyorlar.
Hatta bazıları vücuda aktif olarak zarar verebiliyor ve vücutta bulunma düzeyi etkilerin ne kadar zararlı olacağını belirliyor. Kimyasal elementlerin oranları çok çeşitli faktörlere bağlı olarak kişiden kişiye değişir ancak türler arasında çoğunlukla aynıdır.