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Composición del cuerpo humano

Gráficos circulares de la composición corporal humana típica por porcentaje de masa y por porcentaje de composición atómica ( porcentaje atómico )

La composición corporal puede analizarse de varias maneras. Esto puede hacerse en términos de los elementos químicos presentes o por estructura molecular, por ejemplo, agua , proteínas , grasas (o lípidos ), hidroxiapatita (en los huesos), carbohidratos (como glucógeno y glucosa ) y ADN . En términos de tipo de tejido, el cuerpo puede analizarse en agua, grasa, tejido conectivo , músculo , hueso , etc. En términos de tipo de célula, el cuerpo contiene cientos de tipos diferentes de células, pero notablemente, la mayor cantidad de células contenidas en un cuerpo humano (aunque no la mayor masa de células) no son células humanas, sino bacterias que residen en el tracto gastrointestinal humano normal.

Elementos

Partes por millón cúbico de abundancia relativa en masa de elementos en un cuerpo humano adulto promedio hasta 1 ppm

Aproximadamente el 99% de la masa del cuerpo humano está compuesta por seis elementos: oxígeno , carbono , hidrógeno , nitrógeno , calcio y fósforo . Solo alrededor del 0,85% está compuesto por otros cinco elementos: potasio , azufre , sodio , cloro y magnesio . Los 11 son necesarios para la vida. Los elementos restantes son oligoelementos , de los cuales se cree, sobre la base de buena evidencia, que más de una docena son necesarios para la vida. [1] Toda la masa de oligoelementos juntos (menos de 10 gramos para un cuerpo humano) no suma la masa corporal de magnesio, el menos común de los 11 elementos no traza.

Otros elementos

No todos los elementos presentes en el cuerpo humano en cantidades mínimas desempeñan un papel en la vida. Se cree que algunos de estos elementos son simples contaminantes comunes sin función (por ejemplo, cesio, titanio), mientras que muchos otros se consideran toxinas activas, según la cantidad (cadmio, mercurio, plomo, sustancias radiactivas). El arsénico es tóxico para los seres humanos y sus niveles en los alimentos y suplementos dietéticos se controlan de cerca para reducir o eliminar su consumo. [2]

Algunos elementos (silicio, boro, níquel, vanadio) también son probablemente necesarios para los mamíferos, pero en dosis mucho más pequeñas. El bromo es utilizado por algunas bacterias (aunque no todas), hongos, diatomeas y algas marinas , y de manera oportunista por los eosinófilos en los seres humanos. Un estudio ha indicado que el bromo es necesario para la síntesis de colágeno IV en los seres humanos. [3] El flúor es utilizado por varias plantas para fabricar toxinas, pero en los seres humanos su única función conocida es como agente endurecedor tópico local en el esmalte dental. [4]

Lista de composición elemental

El cuerpo humano adulto promedio de 70 kg (150 lb) contiene aproximadamente7 × 10 27 átomos y contiene al menos trazas detectables de 60 elementos químicos . [5] Se cree que alrededor de 29 de estos elementos desempeñan un papel positivo activo en la vida y la salud de los seres humanos. [6]

Las cantidades relativas de cada elemento varían según el individuo, debido principalmente a las diferencias en la proporción de grasa, músculo y hueso en su cuerpo. Las personas con más grasa tendrán una mayor proporción de carbono y una menor proporción de la mayoría de los demás elementos (la proporción de hidrógeno será aproximadamente la misma). Los números de la tabla son promedios de diferentes números informados por diferentes referencias.

El cuerpo humano adulto tiene un promedio de ~53% de agua. [7] Esto varía sustancialmente según la edad, el sexo y la adiposidad. En una muestra grande de adultos de todas las edades y ambos sexos, se encontró que la cifra de fracción de agua por peso era 48 ± 6% para mujeres y 58 ± 8% de agua para hombres. [8] El agua es ~11% de hidrógeno en masa pero ~67% de hidrógeno en porcentaje atómico , y estos números junto con los números % complementarios para el oxígeno en el agua, son los que más contribuyen a las cifras generales de masa y composición atómica. Debido al contenido de agua, el cuerpo humano contiene más oxígeno en masa que cualquier otro elemento, pero más hidrógeno por fracción atómica que cualquier elemento.

Los elementos que se enumeran a continuación como "esenciales para los seres humanos" son aquellos que la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA) considera nutrientes esenciales, [9] así como seis elementos adicionales: oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno (los componentes básicos de la vida en la Tierra), azufre (esencial para todas las células) y cobalto (un componente necesario de la vitamina B 12 ). Los elementos que se enumeran como "posiblemente" o "probablemente" esenciales son aquellos que el Consejo Nacional de Investigación de los Estados Unidos cita como beneficiosos para la salud humana y posiblemente o probablemente esenciales. [10]

*Hierro = ~3 g en hombres, ~2,3 g en mujeres

De los 94 elementos químicos que se encuentran en la naturaleza, 61 se enumeran en la tabla anterior. De los 33 restantes, no se sabe cuántos se encuentran en el cuerpo humano.

La mayoría de los elementos necesarios para la vida son relativamente comunes en la corteza terrestre . El aluminio , el tercer elemento más común en la corteza terrestre (después del oxígeno y el silicio ), no cumple ninguna función en las células vivas, pero es tóxico en grandes cantidades, dependiendo de sus formas físicas y químicas y de su magnitud, duración, frecuencia de exposición y cómo fue absorbido por el cuerpo humano. [38] Las transferrinas pueden unirse al aluminio. [39]

Tabla periódica

Composición

La composición del cuerpo humano se puede clasificar de la siguiente manera:

El contenido estimado de una célula humana típica de 20 micrómetros es el siguiente: [44]

Tejidos

La composición corporal también se puede expresar en términos de varios tipos de materiales, como:

Composición por tipo de célula

Existen muchas especies de bacterias y otros microorganismos que viven sobre o dentro del cuerpo humano sano. De hecho, hay aproximadamente tantos microbios como células humanas en el cuerpo humano en número. [45] [48] [49] [50] [51] (mucho menos en masa o volumen). Algunos de estos simbiontes son necesarios para nuestra salud. Aquellos que no ayudan ni dañan a los humanos se denominan organismos comensales .

Véase también

Referencias

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