Komposisi tubuh manusia
Komposisi tubuh dapat dianalisis dalam hal jenis molekulnya, misalnya, air, protein, jaringan ikat, lemak (atau lipida), hidroksilapatit (dalam tulang), karbohidrat (seperti glikogen dan glukosa) dan DNA. Sesuai jenis jaringannya, tubuh dapat dianalisis menjadi air, lemak, otot, tulang, dll. Menurut jenis selnya, tubuh mengandung ratusan jenis sel, tetapi tercatat jumlah sel paling banyak yang dikandung dalam tubuh manusia (meski bukan massa sel terbesar) bukan sel manusia, tetapi bakteri yang berada dalam saluran pencernaan manusia normal.
Hampir 99% dari massa tubuh manusia tersusun oleh enam unsur: oksigen, karbon, hidrogen, nitrogen, kalsium, dan fosfor. Hanya sekitar 0,85% yang disusun oleh lima unsur lainnya: kalium, belerang, natrium, klorin, dan magnesium. Seluruh sebelas unsur tersebut diperlukan untuk hidup. Unsur yang tersisa adalah unsur renik, yang lebih dari selusin diperkirakan (berdasarkan bukti yang baik) diperlukan untuk hidup. Jika seluruh massa unsur renik diletakkan bersama-sama (kurang dari 10 gram untuk tubuh manusia) tidak akan menambah massa tubuh magnesium, non renik yang paling sedikit.
Tidak semua unsur yang dijumpai dalam tubuh manusia dalam jumlah renik memainkan peran dalam hidup. Beberapa dari unsur ini diperkirakan merupakan kontaminan "pengamat" tanpa fungsi (contohnya: cesium, titanium), sementara banyak lainnya diperkirakan sebagai racun aktif, bergantung pada jumlahnya (kadmium, raksa, radioaktif). Masih diperdebatkan kemungkinan manfaat dan toksisitas aluminium, unsur yang pada level normal dijumpai dalam tubuh manusia. Fungsi untuk tubuh telah diajukan untuk kadmium dan timbal, meskipun hampir dipastikan keduanya toksik dalam jumlah yang jauh di atas kandungan yang normal dijumpai dalam tubuh. Terdapat bukti bahwa arsenik, unsur yang normalnya dianggap sebagai racun dalam jumlah yang lebih tinggi, adalah esensial dalam kuantitas ultrarenik, bahkan untuk mamalia (tikus, hamster, kambing).[1]
Beberapa unsur (arsenik, silikon, boron, nikel, vanadium) mungkin juga diperlukan oleh mamalia, tetapi dalam dosis yang jauh lebih kecil. Brom digunakan secara luas oleh beberapa (meski tidak semua) organisme yang lebih rendah, dan dalam eosinofil manusia. Satu studi telah menemukan bahwa bromin diperlukan untuk sintesis kolagen IV pada manusia.[2] Fluor digunakan oleh sejumlah tanaman untuk memproduksi racun (lihat unsur tersebut) tetapi pada manusia hanya berfungsi sebagai zat pengeras lokal (topikal) pada email gigi, dan tidak pada peran biologis esensial.
Tubuh manusia dewasa dengan berat rata-rata 70kg mengandung sekitar 7×1027 atom dan sekurang-kurangnya 60 unsur kimia yang terdeteksi renik.[3] Sekitar 29 unsur dari jumlah ini diperkirakan memainkan peran positif aktif dalam kehidupan dan kesehatan manusia.[4]
Jumlah relatif masing-masing unsur bervariasi menurut individu, terutama karena perbedaan proporsi lemak, otot dan tulang dalam tubuh mereka. Orang dengan lemak lebih banyak akan memiliki proporsi karbon yang lebih tinggi dan proporsi sebagian besar unsur lain yang lebih rendah. Proporsi hidrogen kira-kira sama. Jumlah dalam tabel adalah rata-rata jumlah yang berbeda yang dilaporkan berdasarkan referensi perbedaan.
Rata-rata tubuh manusia dewasa mengandung air ~53%. Hal ini sangat bervariasi menurut usia, jenis kelamin, dan adipositas. Dalam sampel besar orang dewasa dari semua umur dan kedua jenis kelamin, angka untuk fraksi air menurut beratnya ditemukan 48±6% untuk wanita dan 58±8% air untuk laki-laki.[5] Air mengandung ~11% hidrogen berdasarkan massa tapi ~67% hidrogen berdasarkan persen atom, dan angka-angka ini bersamaan dengan jumlah % oksigen komplimennya dalam air, merupakan kontributor terbesar untuk keseluruhan komposisi massa dan komposisi atom. Karena kandungan airnya, tubuh manusia mengandung lebih banyak oksigen berdasarkan massa daripada unsur lainnya, namun, berdasarkan fraksi atom, lebih banyak hidrogen daripada unsur apapun.
Unsur-unsur yang tercantum di bawah sebagai "Esensial pada manusia" adalah yang terdaftar pada Badan Pengawas Obat dan Makanan AS (US Food and Drug Administration (US-FDA)) sebagai nutrisi penting,[6] serta enam unsur tambahan: oksigen, karbon, hidrogen, dan nitrogen (unsur pembangun kehidupan fundamental di Bumi), belerang (esensial untuk semua sel) dan kobalt (komponen penting vitamin B12). Unsur yang terdaftar sebagai "Kemungkinan" atau "Mungkin" penting adalah yang dikutip oleh (US) National Research Council sebagai bermanfaat bagi kesehatan manusia dan mungkin penting.[7]
*Besi = ~3 g pada pria, ~2,3 g pada wanita
Sebagian besar unsur yang dibutuhkan untuk kehidupan relatif umum di dalam kerak bumi. Aluminium, unsur paling umum ketiga dalam kerak bumi (setelah oksigen dan silikon), tidak mempunyai fungsi dalam sel hidup, tetapi malah berbahaya pada jumlah besar.[29] Transferin dapat mengikat aluminium.[30]
Dari 94 unsur kimia yang terjadi secara alami, 60 terdaftar pada tabel di atas. Dari 34 sisanya, tidak diketahui jumlah yang terjadi dalam tubuh manusia. Untuk beberapa unsur-unsur ini, jumlah konsentrasi dalam berbagai jaringan atau organ sudah ada, khususnya dari studi yang melibatkan ukuran sampel populasi kecil.
Konsentrasi gas mulia dalam darah.[31]
* nilai hipotetis untuk radon berdasarkan 10 Bq/m3 dan 0,4 untuk koefisien partisi darah/air.[32]
Dari tujuh belas unsur tanah jarang, lima belas merupakan anggota deret lantanida. Dua lainnya, skandium dan yttrium, tercatat pada tabel di atas, sama seperti tiga lantanida: lantanum, cerium, dan samarium. Dari sisa dua belas lantanida, sebelas tercantum pada tabel di bawah. Tidak tersedia informasi tentang lantanida yang tersisa dan sangat radioaktif, prometium.
Konsentrasi unsur tanah jarang/lantanida dalam serum darah.[33]
Konsentrasi logam golongan platina dalam darah.
Tabel periodik menyoroti unsur makanan
HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCaScTiVCrMnFeCoNiCuZnGaGeAsSeBr KrRbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXeCsBaLa*HfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRnFrRaAc**RfDbSgBhHsMtDsRgCnNhFlMcLvTsOg*CePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu**ThPaUNpPuAmCmBkCfEsFmMdNoLr
Empat unsur organik dasarUnsur utamaUnsur renik esensialKemungkinan memiliki peran struktural atau fungsional pada mamalia
Komposisi tubuh manusia dinyatakan dalam istilah kimia:
Air Protein - termasuk rambut, jaringan ikat, dll. Lemak (atau lipida). Hidroksilapatit dalam tulang. Karbohidrat seperti glikogen dan glukosa. DNA. Ion anorganik terlarut seperti natrium, kalium, klorida, bikarbonat, fosfat. Gas seperti oksigen, karbon dioksida, nitrogen oksida, hidrogen, karbon monoksida, metanatiol. Ini mungkin terlarut atau berada sebagai gas dalam paru-paru atau usus. Etana dan pentana diproduksi oleh radikal bebas oksigen.[44] Banyak molekul kecil lainnya, seperti asam amino, asam lemak, nukleobasa, nukleosida, nukleotida, vitamin, kofaktor. Radikal bebas seperti superoksida, hidroksil, dan hidroperoksil.
Komposisi tubuh manusia dapat dilihat dalam skala atomik dan molekuler seperti ditunjukkan pada artikel ini.
Perkiraan kandungan kasar molekul dari sel manusia tipikal 20 mikrometer adalah sebagai berikut:[45]
*Jumlah air sangat tergantung pada komposisi tubuh dan jumlah lemak. Pada orang dewasa di negara maju rata-rata ~53% air. Hal ini sangat bervariasi menurut usia, jenis kelamin, dan adipositas. Dalam sampel besar orang dewasa dari semua umur dan kedua jenis kelamin, angka untuk fraksi air menurut beratnya ditemukan 48±6% untuk wanita dan 58±8% air untuk pria.[5] DNA: Sel manusia juga mengandung DNA mitokondria. Sel sperma mengandung lebih sedikit DNA mitokondria daripada sel lainnya. Sebuah sel darah merah mamalia biasanya tidak mengandung inti sel di masa dewasa, sehingga tidak ada DNA. Namun, sel darah merah nukleasi, atau nucleated red blood cell, NRBC, hadir dalam sirkulasi janin dan neonatal, dan mungkin muncul pada mamalia dewasa saat terdapat penyakit.
Komposisi tubuh juga bisa diekspresikan dalam bentuk berbagai jenis bahan, seperti:
Otot Lemak Tulang dan gigi Jaringan saraf (Otak dan saraf) Hormon Jaringan ikat Cairan tubuh (darah, getah bening, urin) Isi saluran pencernaan, termasuk gas usus Udara di paru-paru Epitelium
Ada banyak spesies bakteri dan mikroorganisme lainnya yang hidup pada atau di dalam tubuh manusia sehat. Fakta menunjukkan, 90% sel pada (atau di dalam) tubuh manusia adalah mikroba, menurut jumlah[46][47] (lebih kurang menurut massa atau volume). Beberapa dari symbion ini diperlukan untuk kesehatan kita. Mereka yang tidak membantu atau menyakiti manusia disebut organisme komensal.
Daftar organ tubuh manusia Penimbangan hidrostatik Unsur makanan Komposisi darah Daftar komponen darah manusia Komposisi tubuh Kelimpahan elemen dalam kerak bumi Kelimpahan unsur kimia
Kategori:Biokimia Kategori:Anatomi manusia Kategori:Fisiologi manusia