ممَّ يتكوّن الإنسان؟ العناصر الشائعة في جسم الإنسان

يعمل جسمنا كآلة دقيقة الضبط جيدة التشحيم، وهو بالغ التعقيد والروعة. ويتطلب إبقاء الإنسان حيًا وبصحة جيدة عمل مكونات كثيرة، ولا يقود كل جانب بيولوجي في أجسامنا، من الوظائف العادية إلى المذهلة، سوى 21 عنصرًا كيميائيًا.

لا يوجد في جسم الإنسان السليم سوى 21 من عناصر الأرض البالغ عددها 118. وتتكون DNA والخلايا والأنسجة والأعضاء جميعها من جزيئات متنوعة.

تستند البيانات التالية إلى معلومات قدمتها اللجنة الدولية للوقاية من الإشعاع (ICRP)، وتصف العناصر ونِسَب وجودها في جسم الإنسان. وبناءً على تركيزاتها في الجسم، تُقسَّم هذه 21 المواد إلى ثلاث مجموعات: لبنات البناء الأساسية الأربع، والمعادن الأساسية الثمانية، والعناصر النزرة.

المكونات الأربعة للحياة

لا يلزم لبقاء الإنسان سوى أربعة عناصر.

1. الأكسجين
2. الكربون
3. الهيدروجين
4. النيتروجين

يشكّل الأكسجين نحو 61% من الكتلة الكلية للشخص، مما يجعله العنصر الأكثر وفرة في الجسم. ويشكّل الماء ما بين 60 و70 في المئة من جسم الإنسان، ما يعني أن الهيدروجين والأكسجين من أكثر المكونات الكيميائية شيوعًا. وتشكل هذه العناصر، إلى جانب الكربون والنيتروجين، 96% من كتلة الجسم الكلية.

*القيم لجسم إنسان متوسط يزن 80 كغ

لنتناول الأدوار التي تؤديها هذه المواد الكيميائية الأربع في الحفاظ على سلاسة عمل أجسامنا:

الكربون
نظرًا إلى دوره المحوري في بنيتنا التشريحية، يُشار إلى الكربون أحيانًا بأنه «اللبنة الأساسية» لجميع أشكال الحياة القائمة على الكربون. فلا يمكن أن توجد البروتينات أو الكربوهيدرات أو الدهون الصحية من دونه، كما أن مصدر طاقتنا الأساسي هو تكسير سلاسل الكربوهيدرات والبروتينات.

الهيدروجين
يوجد الهيدروجين، وهو العنصر الأكثر شيوعًا في الكون، في جميع سوائل الجسم، مما يسهّل نقل السموم والفضلات والتخلص منها. ويساعد الهيدروجين على إبقاء مفاصل الجسم مزلّقة وتعمل بصورة سليمة. وقد اقتُرح أن خصائص الهيدروجين المضادة للالتهاب والمضادة للأكسدة تسهم في قدرته على تعزيز صحة الجهاز العضلي الهيكلي، ولا سيما في الوركين والركبتين والكتف وأسفل الظهر.

النيتروجين
يدخل النيتروجين بصورة أساسية في تكوين الأحماض الأمينية المستخدمة لبناء الببتيدات والبروتينات. كما تشتمل الأحماض النووية DNA وRNA، وهي الأساس الجزيئي لبياناتنا الوراثية والجينية، على مجموعات الفوسفات.

الأكسجين
يعتمد كل من الأيض والتنفس وأكسجة الخلايا على الأكسجين. كما يدخل الأكسجين في تكوين جميع الجزيئات العضوية الرئيسية الأخرى في الجسم، مثل الموجودة في الكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية. ويحتوي كل شيء في أجسامنا، من خلايانا ودمنا إلى السائل الدماغي الشوكي، على كميات كبيرة منه.

معادن أساسية أخرى

يُعد الحصول على قدر كافٍ من هذه «المعادن الأساسية» أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على صحة جيدة. إن A اتباع نظام غذائي جيد غني بالمعادن ضروري للعديد من وظائف الجسم، بما فيها الحفاظ على عظام قوية، وعضلات سليمة، وقلب سليم، وذهن صافٍ من الضبابية ودماغ سليم. وتنظم المعادن كذلك تصنيع الإنزيمات والهرمونات بما يعود علينا بالنفع. ويعتمد نمو العظام وتطورها وانقباض العضلات على معدن الكالسيوم، وهو مكوّن أساسي للعظام. أما الفوسفور فهو ضروري لاستقلاب الطاقة، وتجنب الإصابات الرياضية، وتنكس أقراص العمود الفقري، وتجنب التهاب المفاصل وفقدان البصر.

التركيب الكيميائي لبعض المعادن الأساسية كما يلي:

*القيم لجسم إنسان متوسط يزن 80 كغ

تعتمد صحة الغدة الدرقية والعظام والإشارات الكهربائية التي تولد النبضات العصبية ونظم القلب على المعادن الكبرى الأخرى، وهي المغنيسيوم والبوتاسيوم والحديد والصوديوم. وقد يؤدي النقص الشديد في هذه المعادن إلى مشكلات صحية كثيرة، مثل أمراض الكلى، وفشل الكبد، وأمراض المناعة الذاتية. وتُعد الخضراوات واللحوم والبقوليات والفاكهة جميعها مصادر ممتازة لهذه المعادن، ويتناولها معظم البشر بانتظام. ومع ذلك، قد يوصى أيضًا بتناول هذه المعادن كمكملات غذائية عند الاشتباه في وجود نقص.

العناصر النزرة في الكائنات الحية

تُعرف المعادن الموجودة بكميات متناهية الصغر في الأنسجة البيولوجية باسم «العناصر النزرة» أو «المعادن النزرة». وبعضها ضروري للتغذية الجيدة، بينما قد لا يكون بعضها الآخر ضروريًا. وعند وجودها، فإنها تسهم بأقل من واحد في المئة من وزن الجسم، وغالبًا ما توجد بجرعات صغيرة. ويُعد الزنك والنحاس والمنغنيز والفلور من العناصر النزرة الأساسية. وعادةً ما يمثل الزنك خط دفاعنا الأول ضد العدوى؛ إذ يزيد مقاومة الأمراض، ويساعد على زيادة الخلايا الجذعية المتداولة والحفاظ على سلامة الجهاز الأيضي. جسم الإنسان معقد ومذهل في بساطته أيضًا. وتُبقينا أنظمتنا المعقدة المترابطة على قيد الحياة، لكنها جميعًا تعتمد على حفنة فقط من العناصر الموجودة في الطبيعة. وعندما نتأمل مدى تعقيد جسم الإنسان حقًا، يبدو الأمر أشبه بالسحر.

العناصر النزرة

تتوزع العناصر النزرة في أجسامنا على النحو التالي:

*القيم لجسم إنسان متوسط يزن 80 كغ

على الرغم من وجود النحاس بكميات ضئيلة فقط، فإنه يؤدي دورًا أساسيًا في تكوين خلايا الدم الحمراء والحفاظ على صحة الخلايا العصبية. كما يساعد على تكوين الكولاجين، وهو جزء مهم من العظام والنسيج الضام. وعلى الرغم من استمرار الأبحاث والدراسات لفهم استخدامات هذه العناصر النزرة وفوائدها فهمًا شاملًا، يواصل العلماء والباحثون تحقيق اكتشافات جديدة. فعلى سبيل المثال، تُظهر أبحاث حديثة أن مؤشرات الشيخوخة الخلوية وهذه العناصر النزرة قد تُستخدم لعلاج أمراض مزمنة ومُنهِكة ومكافحتها، تتراوح من MND ونقص التروية إلى سرطان البروستاتا وأمراض القلب وداء ألزهايمر وداء السكري وارتفاع ضغط الدم.

هل يحتوي جسمنا على جميع العناصر المعروفة؟

يمكن العثور في جسم الإنسان على مستويات ضئيلة من مواد ليس لها غرض بيولوجي مثبت. ومن أمثلتها:

• الجرمانيوم
• اللانثانوم
• النيوبيوم
• الأنتيمون
• التيلوريوم
• البزموت
• الثاليوم
• الفضة
• الذهب
• عناصر مشعة أخرى مثل الثوريوم واليورانيوم والراديوم.

ومع ذلك، لا يحتوي جسم الإنسان على كل عنصر في الجدول الدوري، إذ إن هذه العناصر في معظمها مواد وعناصر كيميائية اصطناعية. وتتميز غالبية النوى فائقة الثقل بأعمار نصف قصيرة جدًا لدرجة أنها تتحلل فورًا إلى أحد العناصر الأكثر شيوعًا، مما يجعل وجودها في الجسم غير مرجح.