组成人体的元素中,含量最高的是氧,为65%。但是,由于在人体组成成分中,主要以有机物为主,因此,由于水的含量高从而导致含量最高的氧元素,并不是研究人员的主要考虑对象。碳在人体元素成分表中,含量为18%,居第二位。由于碳是有机物的骨架元素,所以,人们往往花很大气力去分析和探讨它的存在。
人体元素中,碳、氧、氮、氢约占了96%,在成分表中具有绝对的多数。在人体中,元素的存在形式主要为水和含碳有机物两种。
人体内所含有的元素,目前已知的达到60多种。现在认为,维持生命的必需元素为:氧、碳、氢、氮、钙、磷、钾、钠、氯、硫、镁、铁、硅、锌、铜、锰、钴、碘、钼、共19种。关于氟的必需性,目前尚存疑问。另外,硼、铝、金、银、汞等元素的必需性也存在疑问。有不少人认为这几个元素是偶然进入人体内的,而并不是人体所必需的。
人体的构成元素,从周期表来看,广泛地分布于第I族到第Ⅷ 族。大多数元素属于第1周期到第4周期,原子序数比较小,因此,大多数是比较轻的元素。
除碳、氧、氮、氢外,对于其他元素成分而言,钙、磷在骨质中很多,钾在细胞内液中比较多,钠在细胞外液中也就是血液和组织间液中比较多。硫是蛋白质成分,氯和镁是存在于体液中的盐类,铁是血红素的成分,铜是酶的成分,锰是辅酶的成分,碘含于甲状腺素中,钴含于维生素B12中(表2-2)。
表2-2 人体的组成元素
元素
质量分数/%
主要含有的分子
氧
65
水,有机物
碳
18
碳水化合物,脂质,蛋白质,核酸
氢
10
碳水化合物,脂质,蛋白质,水
氮
3
蛋白质,核酸
钙
1.5
骨无机质
磷
1.0
碳水化合物中间体,核酸,骨无机质
硫
0.25
蛋白质
钾
0.2
细胞内液
钠
0.15
细胞外液(血浆、组织液)
氯
0.15
细胞内外液
镁
0.05
细胞内外液
铁
0.006
血红素
铜
0.0002
铜蛋白质
锰
0.00003
辅酶
碘
0.00004
甲状腺激素
钴
—
维生素B2
二、人体所含的主要化合物
人体化合物的分类形式一般如下:
各种成分在人体中的比例,随着人体的年龄、性别、营养状况以及个体差别等而有不同,其中脂质尤为明显。脂质多的人,水分变少。其他的成分则大多数比较稳定。蛋白质的含量一般约为15%~18%(表2-3)
表2-3 人体所含的主要化合物
化合物
含量(占体重的百分数)/%
化合物
含量(占体重的百分数)/%
水
60~75
碳水化合物
<1
蛋白质
15~18
无机质
2~6
脂质
16~58
构成人体的成分,依人体的部位、器官、组织、细胞等的不同也有差别,例如,血液中的水含量为77%~81%,牙齿的珐琅质中只有2%;就蛋白质而言,在筋肉中其含量达到17%~22%,而在血清中只有7%。
1、水
人体中的水含量及其分布,与年龄直接相关。一般年龄越小,水含量越高,细胞外液中的水分布越多(表2-4)。
另外,人体的水含量与机体内的脂肪含量也存在有一定的关系。由于脂肪组织含水很少,所以胖人机体内的水含量一般比较少。从水对生命体的重要性来讲,同样体重的瘦人和胖人,如果丢失同样重量的水分,则对胖人的损害将更大。
表2-4 不同年龄组的小儿与成人体内水的含量与分布(占体重%)
足月新生儿
1岁
2~14岁
成人
体液总量
80
70
65
60
细胞内液
35
40
40
40
细胞
外液
细胞间液
40
25
20
15
血浆
5
5
5
5
2、无机质
一个体重65㎏的健康男子的化学组成上,无机质的总量约为4㎏,占整个体重的6%。在这4㎏无机质的分布中,骨骼部分占80%以上,筋肉部分占约10%(表2-5)。
表2-5 4.0㎏无机质的体内分布
组织部位
质量分数/%
组织部位
质量分数/%
骨骼
83.1
脑
0.7
筋肉
10.4
血液
0.7
皮肤
1.0
肠
0.6
肝脏
0.8
肺
0.5
另外,在组织的细胞内液与细胞外液中,无机质的构成也存在着差别。其中,细胞内液主要含钾离子,细胞外液主要含钠离子。
3、碳水化合物
机体中的碳水化合物,主要有糖原及粘多糖类成分。糖原是人体的主要碳水化合存在,是维持人体正常血糖值的重要成分,但一般其含量不足1%。
化学元素与人体健康
不同的个体其含量是会有波动的,特别是一些微量元素。