Komposisi tubuh manusia
Dari Wikipedia, ensiklopedia bebas
Komposisi tubuh dapat dianalisis dengan berbagai cara. Misalnya dikaitkan dengan unsur-unsur kimiawi yang ada, atau berdasarkan jenis molekul seperti air, protein, jaringan ikat, lemak (atau lipida), hidroksilapatit (dalam tulang), karbohidrat (seperti glikogen dan glukosa) dan DNA. Berdasarkan jenis jaringannya, tubuh dapat dianalisis menjadi air, lemak, jaringan ikat, otot, tulang, dan sebagainya. Berdasarkan jenis selnya, tubuh mengandung ratusan jenis sel, tetapi jumlah sel terbanyak dalam tubuh manusia (bukan berdasarkan massanya) bukanlah sel manusia itu sendiri, tetapi bakteri normal yang berada di saluran pencernaan manusia.
Unsur
Ringkasan
Perspektif
 |
Unsur | Simbol | % massa | % atom |
| Oksigen | O | 65,0 | 24,0 | |
| Karbon | C | 18,5 | 12,0 | |
| Hidrogen | H | 9,5 | 62,0 | |
| Nitrogen | N | 3,2 | 1,1 | |
| Kalsium | Ca | 1,5 | 0,22 | |
| Fosfor | P | 1,0 | 0,22 | |
| Kalium | K | 0,4 | 0,03 | |
| Belerang | S | 0,3 | 0,038 | |
| Natrium | Na | 0,2 | 0,037 | |
| Klorin | Cl | 0,2 | 0,024 | |
| Magnesium | Mg | 0,1 | 0,015 | |
| Unsur lainnya | < 0,1 | < 0,3 |
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. Kesebelas unsur tersebut diperlukan untuk hidup. Unsur-unsur yang tersisa merupakan unsur renik, yang diperkirakan berjumlah lebih dari selusin (berdasarkan bukti yang baik) yang diperlukan untuk hidup. Jika seluruh massa unsur renik digabungkan bersama-sama (jumlahnya kurang dari 10 gram untuk tubuh manusia) tetap tidak mencapai massa magnesium dalam tubuh, yang merupakan unsur nonrenik berjumlah paling sedikit.
Unsur lainnya
Tidak semua unsur yang dijumpai dalam tubuh manusia dalam jumlah renik memiliki peran dalam hidup. Beberapa dari unsur ini diperkirakan merupakan kontaminan tanpa fungsi (contohnya cesium dan titanium), sementara banyak unsur lainnya diperkirakan sebagai racun aktif, bergantung pada jumlahnya (kadmium, raksa, dan unsur radioaktif). Manfaat dan toksisitas aluminium, unsur yang pada level normal dijumpai dalam tubuh manusia, masih diperdebatkan.[butuh rujukan] Fungsi kadmium dan timbal bagi tubuh juga telah diajukan, meskipun hampir dipastikan keduanya toksik dalam jumlah yang jauh di atas kandungan normal tubuh.[butuh rujukan] Terdapat bukti bahwa arsenik, unsur yang normalnya dianggap sebagai racun dalam jumlah yang lebih tinggi, bersifat esensial dalam jumlah 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 ditemukan secara oportunistik dalam eosinofil manusia. Satu studi menemukan bahwa bromin diperlukan untuk sintesis kolagen IV pada manusia.[2] Fluor digunakan oleh sejumlah tumbuhan untuk menghasilkan racun, tetapi pada manusia hanya berfungsi sebagai zat pengeras lokal (topikal) pada email gigi, dan tidak ditemukan pada peran biologis esensial.
Daftar komposisi unsur
Tubuh manusia dewasa dengan berat rata-rata 70 kg mengandung sekitar 7×1027 atom dan sekurang-kurangnya 60 unsur kimia yang terdeteksi secara 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 lebih banyak lemak akan memiliki proporsi karbon yang lebih tinggi, sedangkan proporsi sebagian besar unsur lain akan lebih rendah. Proporsi hidrogen kira-kira sama. Angka yang ditampilkan dalam tabel merupakan angka rata-rata dari bermacam-macam referensi berbeda.
Rata-rata tubuh manusia dewasa mengandung ~53% air. Namun, hal ini sangat bervariasi menurut usia, jenis kelamin, dan adipositas. Berdasarkan pengambilan sampel dalam jumlah besar pada orang dewasa dari semua umur dan kedua jenis kelamin, angka untuk fraksi air menurut beratnya yaitu 48 ±6% untuk perempuan dan 58 ±8% air untuk laki-laki.[5] Air mengandung ~11% hidrogen berdasarkan massa, tetapi ~67% hidrogen berdasarkan persen atom; angka-angka ini bersama dengan angka % komplementer untuk oksigen dalam air, merupakan penyumbang terbesar untuk keseluruhan angka komposisi massa dan komposisi atom. Karena kandungan airnya, tubuh manusia mengandung lebih banyak oksigen berdasarkan massa daripada unsur lainnya, tetapi, berdasarkan fraksi atom, lebih banyak hidrogen daripada unsur apa pun.
Unsur-unsur pada tabel di bawah yang digolongkan sebagai "Esensial pada manusia" merupakan unsur-unsur yang terdaftar pada Badan Pengawas Obat dan Makanan Amerika Serikat sebagai nutrisi esensial,[6] yang mencakup 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-unsur yang digolongkan sebagai "Mungkin" esensial adalah yang dikutip oleh Akademi Riset Nasional AS sebagai unsur yang bermanfaat bagi kesehatan manusia dan mungkin penting.[7]
| Nomor atom | Unsur | Fraksi massa[8][9][10][11][12][13] | Massa (kg)[14] | Persen atom | Esensial untuk manusia[15] | Efek negatif jika berlebih | Golongan | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 8 | Oksigen | 0,65 | 43 | 24 | Ya (misalnya air, akseptor elektron)[16] | Spesies oksigen reaktif | 16 | |
| 6 | Karbon | 0,18 | 16 | 12 | Ya[16] (Senyawa organik) | 14 | ||
| 1 | Hidrogen | 0,10 | 7 | 62 | Ya[16] (misalnya air) | 1 | ||
| 7 | Nitrogen | 0,03 | 1,8 | 1,1 | Ya[16] (misalnya DNA dan asam amino) | 15 | ||
| 20 | Kalsium | 0,014 | 1,0 | 0,22 | Ya[16][17][18] (misalnya Kalmodulin dan Hidroksilapatit dalam tulang) | 2 | ||
| 15 | Fosfor | 0,011 | 0,78 | 0,22 | Ya[16][17][18] (misalnya DNA dan fosforilasi) | alotrop putih sangat beracun | 15 | |
| 19 | Kalium | 2,0×10−3 | 0,14 | 0,033 | Ya[16][17] (misalnya Na) | 1 | ||
| 16 | Belerang | 2,5×10−3 | 0,14 | 0,038 | Ya[16] (misalnya Sistein, Metionin, Biotin, Tiamin) | 16 | ||
| 11 | Natrium | 1,5×10−3 | 0,10 | 0,037 | Ya[17] (misalnya Na) | 1 | ||
| 17 | Klorin | 1,5×10−3 | 0,095 | 0,024 | Ya[17][18] (misalnya ATPase transport klorida) | 17 | ||
| 12 | Magnesium | 500×10−6 | 0,019 | 0,0070 | Ya[17][18] (misalnya berikatan dengan ATP dan nukleotida lainnya) | 2 | ||
| 26 | Besi* | 60×10−6 | 0,0042 | 0,00067 | Ya[17][18] (misalnya Hemoglobin, Sitokrom) | 8 | ||
| 9 | Fluor | 37×10−6 | 0,0026 | 0,0012 | Ya (AUS, NZ),[19] Tidak (US, EU),[20][21] Mungkin (WHO)[22] | toksik pada jumlah besar | 17 | |
| 30 | Seng | 32×10−6 | 0,0023 | 0,00031 | Ya[17][18] (misalnya Protein jari seng) | 12 | ||
| 14 | Silikon | 20×10−6 | 0,0010 | 0,0058 | Mungkin[7] | 14 | ||
| 37 | Rubidium | 4,6×10−6 | 0,00068 | 33×10−6 | Tidak | 1 | ||
| 38 | Stronsium | 4,6×10−6 | 0,00032 | 33×10−6 | —— | 2 | ||
| 35 | Brom | 2,9×10−6 | 0,00026 | 30×10−6 | —— | 17 | ||
| 82 | Timbal | 1,7×10−6 | 0,00012 | 4,5×10−6 | Tidak | toksik | 14 | |
| 29 | Tembaga | 1×10−6 | 72×10−6 | 10,4×10−6 | Ya[17][18] (misalnya protein tembaga) | 11 | ||
| 13 | Aluminium | 870×10−9 | 60×10−6 | 15×10−6 | Tidak | 13 | ||
| 48 | Kadmium | 720×10−9 | 50×10−6 | 4,5×10−6 | Tidak | toksik | 12 | |
| 58 | Cerium | 570×10−9 | 40×10−6 | Tidak | ||||
| 56 | Barium | 310×10−9 | 22×10−6 | 1,2×10−6 | Tidak | toksik pada jumlah yang lebih tinggi | 2 | |
| 50 | Timah | 240×10−9 | 20×10−6 | 6,0×10−7 | Tidak | 14 | ||
| 53 | Iodium | 160×10−9 | 20×10−6 | 7,5×10−7 | Ya[17][18] (misalnya tiroksin, triiodotironin) | 17 | ||
| 22 | Titanium | 130×10−9 | 20×10−6 | Tidak | 4 | |||
| 5 | Boron | 690×10−9 | 18×10−6 | 3×10−6 | Mungkin[7][23] | 13 | ||
| 34 | Selenium | 190×10−9 | 15×10−6 | 4,5×10−8 | Ya[17][18] | toksik pada jumlah yang lebih tinggi | 16 | |
| 28 | Nikel | 140×10−9 | 15×10−6 | 1,5×10−6 | Mungkin[7][23] | toksik pada jumlah yang lebih tinggi | 10 | |
| 24 | Kromium | 24×10−9 | 14×10−6 | 8,9×10−8 | Ya[17][18] | 6 | ||
| 25 | Mangan | 170×10−9 | 12×10−6 | 1,5×10−6 | Ya[17][18] (misalnya Mn-SOD) | 7 | ||
| 33 | Arsenik | 260×10−9 | 7×10−6 | 8,9×10−8 | Mungkin[1][7] | toksik pada jumlah yang lebih tinggi | 15 | |
| 3 | Litium | 31×10−9 | 7×10−6 | 1,5×10−6 | —— | toksik pada jumlah yang lebih tinggi | 1 | |
| 80 | Raksa | 190×10−9 | 6×10−6 | 8,9×10−8 | Tidak | toksik | 12 | |
| 55 | Cesium | 21×10−9 | 6×10−6 | 1,0×10−7 | Tidak | 1 | ||
| 42 | Molibdenum | 130×10−9 | 5×10−6 | 4,5×10−8 | Ya[17][18] (misalnya molibdenum oksotransferase, Xantin oksidase dan Sulfit oksidase) | 6 | ||
| 32 | Germanium | 5×10−6 | Tidak | 14 | ||||
| 27 | Kobalt | 21×10−9 | 3×10−6 | 3,0×10−7 | Ya (kobalamin, B12)[24][25] | 9 | ||
| 51 | Antimon | 110×10−9 | 2×10−6 | Tidak | toksik | 15 | ||
| 47 | Perak | 10×10−9 | 2×10−6 | Tidak | 11 | |||
| 41 | Niobium | 1600×10−9 | 1,5×10−6 | Tidak | 5 | |||
| 40 | Zirkonium | 6×10−6 | 1×10−6 | 3,0×10−7 | Tidak | 4 | ||
| 57 | Lantanum | 1370×10−9 | 8×10−7 | Tidak | ||||
| 52 | Telurium | 120×10−9 | 7×10−7 | Tidak | 16 | |||
| 31 | Galium | 7×10−7 | Tidak | 13 | ||||
| 39 | Yttrium | 6×10−7 | Tidak | 3 | ||||
| 83 | Bismut | 5×10−7 | Tidak | 15 | ||||
| 81 | Talium | 5×10−7 | Tidak | sangat beracun | 13 | |||
| 49 | Indium | 4×10−7 | Tidak | 13 | ||||
| 79 | Emas | 3×10−9 | 2×10−7 | 3,0×10−7 | Tidak | nanopartikel tak bersalut kemungkinan genotoksik[26][27][28] | 11 | |
| 21 | Skandium | 2×10−7 | Tidak | 3 | ||||
| 73 | Tantalum | 2×10−7 | Tidak | 5 | ||||
| 23 | Vanadium | 260×10−9 | 1,1×10−7 | 1,2×10−8 | Mungkin[7] (diperkirakan faktor pertumbuhan osteo-metabolisme (tulang) | 5 | ||
| 90 | Torium | 1×10−7 | Tidak | toksik, radioaktif | ||||
| 92 | Uranium | 1×10−7 | 3,0×10−9 | Tidak | toksik, radioaktif | |||
| 62 | Samarium | 5,0×10−8 | Tidak | |||||
| 74 | Tungsten | 2,0×10−8 | Tidak | 6 | ||||
| 4 | Berilium | 3,6×10−8 | 4,5×10−8 | Tidak | toksik pada jumlah yang lebih tinggi | 2 | ||
| 88 | Radium | 3×10−14 | 1×10−17 | Tidak | toksik, radioaktif | 2 |
*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]
Unsur sisanya
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.
Gas mulia
Konsentrasi gas mulia dalam darah.[31]
* nilai hipotetis untuk radon berdasarkan 10 Bq/m3 dan 0,4 untuk koefisien partisi darah/air.[32]
Lantanida
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]
| Nomor atom | unsur | g/ml−1 serum darah | Persen atom | Peran kesehatan positif pada mamalia | Efek negatif jika berlebih[34] | Golongan |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 59 | Praseodimium | 11×10−12 | toksisitas rendah hingga sedang | n/a | ||
| 60 | Neodimium | 33,7×10−12 | toksisitas rendah hingga sedang | n/a | ||
| 63 | Europium | 82×10−12 | sebanding dengan logam berat lainnya | n/a | ||
| 64 | Gadolinium | 7,2×10−12 | ion bebasnya sangat beracun | n/a | ||
| 65 | Terbium | 1,3×10−12 | toksisitas rendah hingga sedang | n/a | ||
| 66 | Disprosium | 9,6×10−12 | agak beracun jika tertelan | n/a | ||
| 67 | Holmium | 2,55×10−12 | toksisitas akut rendah | n/a | ||
| 68 | Erbium | 9,5×10−12 | toksisitas rendah hingga sedang | n/a | ||
| 69 | Thulium | 1,69×10−12 | garam terlarutnya agak toksik dalam jumlah besar | n/a | ||
| 70 | Ytterbium | 13,2×10−12 | seluruh senyawanya sangat toksik | n/a | ||
| 71 | Lutesium | 2,46×10−12 | serbuk oksidanya toksik | n/a |
Logam golongan platina (PGMs)
Konsentrasi logam golongan platina dalam darah.
| Nomor atom | Unsur | g/ml−1 darah total | g/ml−1 serum darah | Peran kesehatan positif untuk mamalia | Efek negatif jika berlebih | Golongan |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 44 | Rutenium[35] | 54×10−12 | — | n/a | ||
| 45 | Rodium[35] | 9×10−12 | — | n/a | ||
| 46 | Paladium[36][37] | 50×10−12 | — | partikel kecil larut dalam media biologis (asam lambung, serum darah) - efek jangka panjang tidak diketahui[38] | n/a | |
| 76 | Osmium[39][40] | — | 400×10−15–800×10−15 | teroksidasi menjadi osmium tetroksida yang sangat beracun[41][42] | n/a | |
| 77 | Iridium[36][37] | 300×10−15 | — | n/a | ||
| 78 | Platina[43] | <800×10−15–6,9×10−12 | — | n/a |
Tabel periodik
Unsur nutrisional dalam tabel periodik:
| H | He | ||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Li | Be | B | C | N | O | F | Ne | ||||||||||||
| Na | Mg | Al | Si | P | S | Cl | Ar | ||||||||||||
| K | Ca | Sc | Ti | V | Cr | Mn | Fe | Co | Ni | Cu | Zn | Ga | Ge | As | Se | Br | Kr | ||
| Rb | Sr | Y | Zr | Nb | Mo | Tc | Ru | Rh | Pd | Ag | Cd | In | Sn | Sb | Te | I | Xe | ||
| Cs | Ba | La | * | Hf | Ta | W | Re | Os | Ir | Pt | Au | Hg | Tl | Pb | Bi | Po | At | Rn | |
| Fr | Ra | Ac | ** | Rf | Db | Sg | Bh | Hs | Mt | Ds | Rg | Cn | Nh | Fl | Mc | Lv | Ts | Og | |
| * | Ce | Pr | Nd | Pm | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | |||||
| ** | Th | Pa | U | Np | Pu | Am | Cm | Bk | Cf | Es | Fm | Md | No | Lr | |||||
| Empat unsur organik dasar | Unsur utama | Unsur renik esensial | Kemungkinan memiliki peran struktural atau fungsional pada mamalia |
Molekul
Ringkasan
Perspektif
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. Molekul-molekul 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]
| Molekul | Persen Massa | Berat mol. (dalton) | Molekul | Persen Molekul |
|---|---|---|---|---|
| Air | 65* | 18* | 1,74×1014 | 98,73 |
| Senyawa anorganik lain | 1,5 | N/A | 1,31×1012 | 0,74 |
| Lipida | 12 | N/A | 8,4×1011 | 0,475 |
| Senyawa organik lain | 0,4 | N/A | 7,7×1010 | 0,044 |
| Protein | 20 | N/A | 1,9×1010 | 0,011 |
| RNA | 1.0 | N/A | 5×107 | 3×10−5 |
| DNA | 0.1 | 1×1011 | 46* | 3×10−11 |
*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 ternukleasi (NRBC) hadir dalam sirkulasi janin dan neonatal, dan mungkin muncul pada mamalia dewasa saat terdapat penyakit.
Sel dan jaringan
 |
Jenis sel | % massa | % jumlah sel |
| Eritrosit (sel darah merah) | 4,2 | 85,0 | |
| Sel otot | 28,6 | 0,001 | |
| Adiposit (sel lemak) | 9,5 | 0,2 | |
| Sel-sel lainnya | 14,3 | 14,8 | |
| Komponen ekstraseluler | 34,3 | - |
Komposisi tubuh juga bisa diekspresikan dalam berbagai bentuk, seperti:
- Otot
- Lemak
- Tulang dan gigi
- Jaringan saraf (otak dan saraf)
- Hormon
- Jaringan ikat
- Cairan tubuh (darah, getah bening, urine)
- Isi saluran pencernaan, termasuk gas usus
- Udara di paru-paru
- Epitelium
Sel
Ada banyak spesies bakteri dan mikroorganisme lainnya yang hidup pada atau di dalam tubuh manusia sehat. Fakta menunjukkan bahwa menurut jumlahnya, 90% sel pada (atau di dalam) tubuh manusia adalah mikrob,[47][48] (angka ini lebih sedikit jika menurut massa atau volume). Beberapa dari simbion ini diperlukan untuk kesehatan kita. Mereka yang tidak membantu atau menyakiti manusia disebut organisme komensal.
Lihat juga
- Daftar organ tubuh manusia
- Penimbangan hidrostatik
- Unsur makanan
- Komposisi darah
- Daftar komponen darah manusia
- Komposisi tubuh
- Kelimpahan elemen dalam kerak bumi
- Kelimpahan unsur kimia
Referensi
Wikiwand - on
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.