Những nguyên tố hóa học nào có trong cơ thể người?

Cơ thể con người bao gồm 60 nguyên tố khác nhau, bao gồm oxy, cacbon, hydro, nitơ, canxi, phốt pho, kali, lưu huỳnh, natri, clo, magiê và 49 nguyên tố khác ở dạng vi lượng.

Cơ thể người là tạo hình của một tác phẩm nghệ thuật đầy phức tạp bao gồm vô số nguyên tử, chính xác là 7x1027 nguyên tử. Tuy nhiên, không phải tất cả các nguyên tử đều giống nhau. Trong số 118 nguyên tố đã biết, thì có 94 nguyên tố xuất hiện trong tự nhiên và cơ thể con người chứa 60 nguyên tố tự nhiên đó.

Căn cứ vào số lượng nguyên tử và đóng góp của chúng vào tổng trọng lượng cơ thể người, các nguyên tố có thể chia thành 3 nhóm: nguyên tố chính, nguyên tố phụ và nguyên tố vi lượng.

Cơ thể con người bao gồm 60 nguyên tố khác nhau.

Các nguyên tố chính, như tên gọi của nó, là những nguyên tố tối quan trọng cho sự sống của con người và cũng có số lượng dồi dào nhất, đứng thứ hai về khối lượng là các nguyên tố phụ. Tuy nhiên, đối với các nguyên tố vi lượng, không phải tất cả chúng đều tham gia vào hoạt động của cơ thể người.

Các nguyên tố chính

Bốn nguyên tố chính trong cơ thể người là oxy, hydro, carbon và nitơ.

Khoảng 60% cơ thể người được bao phủ bởi nước. Do đó, không có gì ngạc nhiên khi oxy và hydro, hai nguyên tố cấu thành nên nước, là hai trong số nguyên tố dồi dào nhất trong cơ thể người. Oxy đứng đầu, trong khi hydro chiếm vị trí thứ ba trong danh sách.

Nước (H₂0) bao gồm hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Do đó, hydro có tỷ lệ phần trăm nguyên tử lớn hơn oxy và mọi nguyên tố khác trong cơ thể con người. Tuy nhiên, vì oxy là nguyên tố nặng hơn (trọng lượng nguyên tử của oxy là 16,00 amu hoặc 2,6 x 10-23 gam), nên nó đóng góp nhiều nhất vào trọng lượng tổng thể của con người.

Đối với một người trung bình nặng khoảng 70 kg, chỉ riêng oxy đã đóng góp 43kg (65% tổng trọng lượng cơ thể), trong khi hydro chiếm 7kg (10% tổng trọng lượng cơ thể). Về số lượng nguyên tử, hydro đứng đầu tất cả các nguyên tố, với tổng số phần trăm nguyên tử là 62%, tiếp theo là oxy với 24%.

Oxy cũng là một thành phần của tất cả bốn hợp chất hữu cơ có trong cơ thể người.

Oxy ở dạng nước giúp điều chỉnh nhiệt độ cơ thể và áp suất thẩm thấu, trong khi oxy phân tử (mà chúng ta hít vào) đóng một vai trò quan trọng trong việc chuyển đổi glucose thành các phân tử ATP. Oxy cũng là một thành phần của tất cả bốn hợp chất hữu cơ (protein, carbohydrate, lipid và axit nucleic) có trong cơ thể người, tuy nhiên, quá nhiều oxy cũng có thể gây hại. Giống như oxy, hydro chủ yếu tồn tại ở dạng nước và được tìm thấy trong mọi hợp chất hữu cơ.

Carbon, nguyên tố trọng yếu của các hợp chất hữu cơ, là nguyên tố phong phú thứ hai trong cơ thể con người và đóng góp khoảng 18% tổng trọng lượng cơ thể. Carbon là nguyên tố cơ bản cho mọi sự sống trên Trái đất và là nguyên tố cơ bản của tất cả các hợp chất hữu cơ.

Đứng sau carbon và thứ tư trong danh sách về sự dồi dào là nitơ. Nguyên tố này chiếm 3% tổng trọng lượng cơ thể của con người. Nitơ là nguyên tố phong phú nhất trong bầu khí quyển của Trái đất và xâm nhập vào bên trong cơ thể chúng ta cùng với oxy qua mỗi hơi thở. Tuy nhiên, cơ thể con người không sử dụng nitơ ở trạng thái khí và do đó đẩy nó ra ngay lập tức. Chúng ta chấp nhận nitơ có được từ thức ăn. Nguyên tố này là một thành phần quan trọng của axit amin (được sử dụng để xây dựng protein) và axit nucleic như DNA và RNA (vật liệu di truyền).

Nguyên tố phụ

Các nguyên tố thứ cấp bao gồm: canxi, phốt pho, kali, lưu huỳnh, natri, clo và magiê.

Xương của con người được cấu tạo chủ yếu từ canxi. Canxi là nguyên tố phong phú thứ năm và là khoáng chất dồi dào nhất trong cơ thể con người. Nó chiếm khoảng 1,5% tổng trọng lượng cơ thể. 99% được tìm thấy trong xương và răng (trong các hợp chất như hydroxyapatite), nguyên tố này cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc co cơ và điều hòa protein.

Xếp sau canxi là phốt pho (1% tổng trọng lượng cơ thể). Nó chủ yếu được tìm thấy trong các phân tử ATP (triphosphate) và trong xương, cùng với canxi.

Canxi và phốt pho, cùng với bốn nguyên tố chính, chiếm khoảng 99% khối lượng của cơ thể con người. (Ảnh: Zhaocarol/Wikimedia Commons).

Tiếp theo trong danh sách là kali (0,35% trọng lượng cơ thể) và natri (0,15% trọng lượng cơ thể). Các ion tích điện dương của chúng giúp dẫn truyền các tín hiệu thần kinh và điều chỉnh lượng chất lỏng trong cơ thể con người. Kali cũng đóng vai trò nhất định, giúp cơ tim giữ được những nhịp đập đều đặn.

Lưu huỳnh (0,25% trọng lượng cơ thể) là một thành phần của một số axit amin, như cysteine ​​và methionine, và cả vitamin H hoặc B7 (Biotin) và vitamin B1 (Thiamine).

Hai nguyên tố cuối cùng có đóng góp đáng kể vào khối lượng chung của cơ thể con người là Clo (0,15% trọng lượng cơ thể) và Magiê (0,005% trọng lượng cơ thể). Clo có trong dạ dày dưới dạng axit clohydric, hỗ trợ cơ thể cân bằng nước và muối, và đóng vai trò chất xúc tác trong việc chuyển đổi ATP thành ADP. Mặt khác, magiê tham gia vào nhiều trao đổi chất và phản ứng enzym, đồng thời đóng vai trò cấu trúc trong xương và răng.

Các nguyên tố vi lượng

Có 49 nguyên tố khác được tìm thấy ở dạng vi lượng trong cơ thể người. Tuy nhiên, trong số 49 nguyên tố này, chỉ một số nguyên tố được cho là cần thiết cho cuộc sống con người, trong khi một số nguyên tố khác không có ích nhưng cũng vô hại. Những chất này được coi là tạp chất, ví dụ như nhôm, titan, xêzi, bạc…

Các nguyên tố vi lượng cần thiết cho sự sống của con người bao gồm: sắt, kẽm, đồng, iốt, selen, crom, mangan, liti, molypden và coban. Sắt có lẽ là quan trọng nhất, vì nó chịu trách nhiệm vận chuyển oxy đến các tế bào hồng cầu dưới dạng hemoglobin. Kẽm và đồng được tìm thấy trong một số protein nhất định, trong khi hormone tuyến giáp triiodothyronine (T3) và thyroxine (T4) chứa đựng iốt.

Ngoài ra còn có một số nguyên tố, chẳng hạn như silicon, boron, niken và vanadi, được coi là có thể cần thiết cho sự sống của chúng ta. Các nguyên tố như chì, antimon, thallium và các nguyên tố phóng xạ như thorium, uranium, và radium đều độc hại đối với cơ thể con người.

Và cuối cùng, 60 nguyên tố này chịu trách nhiệm cho mọi thứ định hình nên cơ thể chúng ta, một con người!