組成人體的元素中,含量最高的是氧,為65%。但是,由于在人體組成成分中,主要以有機物為主,因此,由于水的含量高從而導(dǎo)致含量最高的氧元素,并不是研究人員的主要考慮對象。碳在人體元素成分表中,含量為18%,居第二位。由于碳是有機物的骨架元素,所以,人們往往花很大氣力去分析和探討它的存在。
人體元素中,碳、氧、氮、氫約占了96%,在成分表中具有絕對的多數(shù)。在人體中,元素的存在形式主要為水和含碳有機物兩種。
人體內(nèi)所含有的元素,目前已知的達到60多種。現(xiàn)在認(rèn)為,維持生命的必需元素為:氧、碳、氫、氮、鈣、磷、鉀、鈉、氯、硫、鎂、鐵、硅、鋅、銅、錳、鈷、碘、鉬、共19種。關(guān)于氟的必需性,目前尚存疑問。另外,硼、鋁、金、銀、汞等元素的必需性也存在疑問。有不少人認(rèn)為這幾個元素是偶然進入人體內(nèi)的,而并不是人體所必需的。
人體的構(gòu)成元素,從周期表來看,廣泛地分布于第I族到第Ⅷ 族。大多數(shù)元素屬于第1周期到第4周期,原子序數(shù)比較小,因此,大多數(shù)是比較輕的元素。
除碳、氧、氮、氫外,對于其他元素成分而言,鈣、磷在骨質(zhì)中很多,鉀在細(xì)胞內(nèi)液中比較多,鈉在細(xì)胞外液中也就是血液和組織間液中比較多。硫是蛋白質(zhì)成分,氯和鎂是存在于體液中的鹽類,鐵是血紅素的成分,銅是酶的成分,錳是輔酶的成分,碘含于甲狀腺素中,鈷含于維生素B12中(表2-2)。
表2-2 人體的組成元素
元素 |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% |
主要含有的分子 |
氧 |
65 |
水,有機物 |
碳 |
18 |
碳水化合物,脂質(zhì),蛋白質(zhì),核酸 |
氫 |
10 |
碳水化合物,脂質(zhì),蛋白質(zhì),水 |
氮 |
3 |
蛋白質(zhì),核酸 |
鈣 |
1.5 |
骨無機質(zhì) |
磷 |
1.0 |
碳水化合物中間體,核酸,骨無機質(zhì) |
硫 |
0.25 |
蛋白質(zhì) |
鉀 |
0.2 |
細(xì)胞內(nèi)液 |
鈉 |
0.15 |
細(xì)胞外液(血漿、組織液) |
氯 |
0.15 |
細(xì)胞內(nèi)外液 |
鎂 |
0.05 |
細(xì)胞內(nèi)外液 |
鐵 |
0.006 |
血紅素 |
銅 |
0.0002 |
銅蛋白質(zhì) |
錳 |
0.00003 |
輔酶 |
碘 |
0.00004 |
甲狀腺激素 |
鈷 |
— |
維生素B2 |
二、人體所含的主要化合物
人體化合物的分類形式一般如下:
各種成分在人體中的比例,隨著人體的年齡、性別、營養(yǎng)狀況以及個體差別等而有不同,其中脂質(zhì)尤為明顯。脂質(zhì)多的人,水分變少。其他的成分則大多數(shù)比較穩(wěn)定。蛋白質(zhì)的含量一般約為15%~18%(表2-3)
表2-3 人體所含的主要化合物
化合物 |
含量(占體重的百分?jǐn)?shù))/% |
化合物 |
含量(占體重的百分?jǐn)?shù))/% |
水 |
60~75 |
碳水化合物 |
<1 |
蛋白質(zhì) |
15~18 |
無機質(zhì) |
2~6 |
脂質(zhì) |
16~58 |
|
|
構(gòu)成人體的成分,依人體的部位、器官、組織、細(xì)胞等的不同也有差別,例如,血液中的水含量為77%~81%,牙齒的琺瑯質(zhì)中只有2%;就蛋白質(zhì)而言,在筋肉中其含量達到17%~22%,而在血清中只有7%。
1、水
人體中的水含量及其分布,與年齡直接相關(guān)。一般年齡越小,水含量越高,細(xì)胞外液中的水分布越多(表2-4)。
另外,人體的水含量與機體內(nèi)的脂肪含量也存在有一定的關(guān)系。由于脂肪組織含水很少,所以胖人機體內(nèi)的水含量一般比較少。從水對生命體的重要性來講,同樣體重的瘦人和胖人,如果丟失同樣重量的水分,則對胖人的損害將更大。
表2-4 不同年齡組的小兒與成人體內(nèi)水的含量與分布(占體重%)
|
足月新生兒 |
1歲 |
2~14歲 |
成人 | |
體液總量 |
80 |
70 |
65 |
60 | |
細(xì)胞內(nèi)液 |
35 |
40 |
40 |
40 | |
細(xì)胞 外液 |
細(xì)胞間液 |
40 |
25 |
20 |
15 |
血漿 |
5 |
5 |
5 |
5 |
2、無機質(zhì)
一個體重65㎏的健康男子的化學(xué)組成上,無機質(zhì)的總量約為4㎏,占整個體重的6%。在這4㎏無機質(zhì)的分布中,骨骼部分占80%以上,筋肉部分占約10%(表2-5)。
表2-5 4.0㎏無機質(zhì)的體內(nèi)分布
組織部位 |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% |
組織部位 |
質(zhì)量分?jǐn)?shù)/% |
骨骼 |
83.1 |
腦 |
0.7 |
筋肉 |
10.4 |
血液 |
0.7 |
皮膚 |
1.0 |
腸 |
0.6 |
肝臟 |
0.8 |
肺 |
0.5 |
另外,在組織的細(xì)胞內(nèi)液與細(xì)胞外液中,無機質(zhì)的構(gòu)成也存在著差別。其中,細(xì)胞內(nèi)液主要含鉀離子,細(xì)胞外液主要含鈉離子。
3、碳水化合物
機體中的碳水化合物,主要有糖原及粘多糖類成分。糖原是人體的主要碳水化合存在,是維持人體正常血糖值的重要成分,但一般其含量不足1%。
4、脂質(zhì)
機體內(nèi)的脂質(zhì),實際是貯藏著的脂肪和類脂。正常人體中,脂質(zhì)大約占10%~25%。其中,脂肪主要分布在皮下、腹腔、肌肉間隙和臟器周圍,常以大塊脂肪形式存在。機體內(nèi)的脂肪含量與機體所能獲得與消耗的能量有比較大的聯(lián)系,因此經(jīng)常處于變動中。類脂是細(xì)胞膜狀結(jié)構(gòu)的基本成分,在神經(jīng)組織中含量比較豐富,一般在人腦和神經(jīng)組織中約占2%~10%。整個人體中,類脂約占5%。
表2-6 人體各組織的蛋白質(zhì)含量
組織部位 |
含量/干重% |
組織部位 |
含量/干重% |
皮膚 |
63 |
心臟 |
82 |
橫紋肌 |
80 |
肺 |
82 |
骨骼 |
28 |
腎臟 |
72 |
腦及神經(jīng) |
45 |
消化道 |
63 |
肝臟 |
57 |
體液 |
85 |
5、蛋白質(zhì)
蛋白質(zhì)在機體中的含量比較穩(wěn)定,一般為15%~18%。人體的任何一個細(xì)胞、組織和器官中都含有蛋白質(zhì),皮膚、肌肉、內(nèi)臟、毛發(fā)、韌帶、血液等都以蛋白質(zhì)為主要成分,就是在骨骼中也含有蛋白質(zhì)。人體各組織蛋白質(zhì)的含量見表2-6。