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人体にはどのような元素が存在しますか?

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人間の体は、酸素、炭素、水素、窒素、カルシウム、リン、カリウム、硫黄、ナトリウム、塩素、マグネシウム、その他 49 種類の微量元素を含む 60 種類の元素で構成されています。

人体は、約7×1027原子という多数の原子からなる複雑な芸術作品です。興味がある方のために説明すると、その数は 70 億億と読み取られます。

ただし、これらの原子がすべて同じというわけではありません。既知の 118 の要素のうち、94 は自然に発生し、人体はこれらの自然に発生する要素のうち 60 で構成されています (出典)。

原子の数と人体の総重量への寄与に基づいて、元素は主元素、二次元素、微量元素の 3 つのグループに分けることができます。

名前が示すように、主な要素は、人間の生活に最も不可欠で最も豊富な要素であり、量的には二次要素が続きます。ただし、微量元素に関しては、それらがすべて人体の機能に関与していることが知られているわけではありません.


主な要素

人体の 4 つの主要な要素は、酸素、水素、炭素、窒素です。

人間の体の約60%は水分で構成されています。したがって、水を構成する 2 つの要素である酸素と水素が、人体に最も豊富に存在する要素の一部であることは驚くべきことではありません。酸素が最も多く、水素はリストの 3 番目を占めています。

水 (H2O) は、水素 2 部と酸素 1 部で構成されています。したがって、水素は、酸素や人体の他のすべての元素よりも大きな原子パーセンテージを享受しています。ただし、酸素がより重い元素であることを考慮すると (酸素の原子量は 16.00 amu または 2.6 x 10-23 グラム)、人間の総重量に最も大きく寄与します.

体重が約 70 kg の平均的な人間の場合、酸素だけで 43 kg (総体重の 65%) を占めるのに対し、水素は 7 kg (総体重の 10%) になります。原子の数に関しては、水素がすべての元素のトップであり、原子の割合の合計は 62% で、酸素が 24% で続きます。

酸素、水素、炭素、窒素の 4 つの主要な元素は、人体の質量の約 96% を占めています。 (写真提供:eenoki/Shutterstock)

酸素は水の形で体温と浸透圧を調節するのに役立ちますが、分子状酸素 (私たちが吸入する) はグルコースを ATP 分子に変換する際に重要な役割を果たします。酸素は、人体に見られる 4 つの主要な有機化合物 (タンパク質、炭水化物、脂質、および核酸) すべての構成要素でもあります。ただし、酸素が多すぎると、人体に有害であることが判明する可能性があります。酸素と同様に、水素はほとんどが水の形で存在し、あらゆる有機化合物に含まれています。

有機化合物の中心元素である炭素は、人体で 2 番目に豊富な元素であり、総体重の約 18% を占めています。炭素は、地球上のすべての生命の主要な要素であり、すべての有機化合物のベースにあります.

炭素の次に存在量のリストで 4 番目に来るのは窒素です。この要素は、人間の総体重の 3% を占めています。窒素は地球の大気中に最も豊富に存在する元素であり、呼吸するたびに酸素と一緒に体内に入り込みます。しかし、人体は気体状態の窒素を使用しないため、すぐに吐き出しますが、食物から窒素を受け入れます.この要素は、アミノ酸 (タンパク質の構築に使用される) および DNA や RNA などの核酸 (遺伝物質) の重要な構成要素です。

二次要素

二次元素には、カルシウム、リン、カリウム、硫黄、ナトリウム、塩素、マグネシウムが含まれます。

カルシウム パウダーの広告のおかげもあって、人間の骨は主にカルシウムで構成されていることをご存知かもしれません。カルシウムは、人体で 5 番目に豊富な元素であり、最も豊富なミネラルです。体重の約1.5%に相当します。カルシウムの 99% は骨と歯 (ハイドロキシアパタイトのような化合物) に含まれていますが、この元素は筋肉の収縮やタンパク質の調節においても重要な役割を果たしています.

リンは、人間の体内で豊富な順序(総体重の1%)でカルシウムに続きます.主に ATP (アデノシン三リン酸) 分子と骨に含まれ、カルシウムと並んでいます。

カルシウムとリンは、4 つの主要元素とともに、人体の質量の約 99% を占めています。 (写真提供:Zhaocarol/Wikimedia Commons)

リストの次は、カリウム (体重の 0.35%) とナトリウム (体重の 0.15%) です。それらの正に帯電したイオンは、神経信号の伝導と人体の体液量の調節に役立ちます。カリウムもすべての心拍で役割を果たします。

硫黄 (体重の 0.25%) は、システインやメチオニンなどの特定のアミノ酸の構成要素であり、ビタミン H または B7 (ビオチン) やビタミン B1 (チアミン) の構成要素でもあります。

人体全体の質量に大きく寄与する最後の 2 つの要素は、塩素 (体重の 0.15%) とマグネシウム (体重の 0.005%) です。塩素は胃の中で塩酸の形で発見され、体の水と塩のバランスを助け、ATP を ADP に変換する触媒の役割を果たします。一方、マグネシウムは複数の代謝および酵素反応に関与し、骨や歯の構造的役割も果たしています.

トレース要素

人体には微量に含まれる 49 種類の元素が含まれています。ただし、これらの 49 の要素のうち、人間の生命に不可欠であると考えられているのは一部だけであり、目的を果たさずに害を及ぼさないものもあります。これらの物質は汚染物質と見なされます。汚染元素の例には、アルミニウム、チタン、セシウム、銀などがあります。

人間の生命に不可欠な微量元素には、鉄、亜鉛、銅、ヨウ素、セレン、クロム、マンガン、リチウム、モリブデン、コバルトが含まれます。鉄はヘモグロビンの形で赤血球に酸素を輸送する役割があるため、おそらく最も重要です.亜鉛と銅は特定のタンパク質に含まれており、甲状腺ホルモンのトリヨードチロニン (T3) とチロキシン (T4) はヨウ素で構成されています。

また、シリコン、ホウ素、ニッケル、バナジウムなど、人間の生命に不可欠である可能性がある、またはおそらく不可欠であると考えられている元素もいくつかあります。鉛、アンチモン、タリウムなどの元素と、トリウム、ウラン、ラジウムなどの放射性元素は人体に有毒です。

それにもかかわらず、これらの 60 の要素は、私たちが人間であることすべてに責任があります!


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