Из чего состоит человек, его каждая составляющая? Что входит в состав крови, костей, кожи, волос, мышц? Что входит в химический состав организма человека.
В организме человека содержится более 40 элементов периодической системы Менделеева. В наибольшем количестве в тканях находятся углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Эти вещества называются органогенами, поскольку они входят в состав органических компонентов клеток. Меньше в клетках натрия, калия, кальция, магния, марганца, кобальта, железа, меди, селена. Все перечисленные элементы должны поступать в организм из внешней среды. Органогены соединяются между собой и с другими элементами, образуя белки, нуклеиновые кислоты, липи-ды, углеводы и другие сложные вещества.
Углерод является центром органических соединений. Он образует стабильные молекулы разнообразной конфигурации с большим числом функциональных групп.
Азот часто ошибочно называют безжизненным, потому что он не поддерживает горения, однако без этого элемента жизнь невозможна, поскольку он входит в состав белков, нуклеиновых кислот и многих других соединений, составляющих основу жизнедеятельности организма. Азот легко меняет валентность; в организме он находится в трех- или пятивалентном состоянии. При изменении валентности азот присоединяет или теряет электрон, что обусловливает его роль в обмене веществ.
Кислород участвует в образовании кислотных, спиртовых и других групп в органических соединениях. Без него невозможны биохимические процессы. Благодаря реакции с кислородом осуществляется дыхание в клетках, протекают энергетические процессы, необходимые для жизнедеятельности.
Водород - не только пластический компонент органических соединений, но и «горючее» для растительного и животного мира: при его соединении с кислородом выделяется большое количество энергии.
Сера принимает участие в образовании легкоокисляющихся тиоловых групп, дисульфидных мостиков, которые стабилизируют структуру определенных участков молекул белков. Она - один из компонентов процессов обезвреживания токсических веществ.
Фосфор широко представлен в организме как в свободном виде, так и в соединении с различными веществами (белками, жирами, углеводами). Он входит в состав фосфолипинок, фосфопротеинов, мононуклеотидов АТФ, ГТФ, является частью буферной системы крови. Находящийся в организме фосфор участвует в активации различных соединений, в формировании костной системы и зубов.
Живая материя состоит из веществ, имеющих молекулы огромных размеров (макромолекулы), благодаря чему они приобретают одновременно и стабильность, и высокую реакционную способность. Такими соединениями являются белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы. С ними связаны мсс жизненно важные процессы.
Не менее ответственную роль в живой материи играют вода и минеральные вещества. Соли и вода составляют около 2/3 человеческого тела. Большая часть минеральных веществ приходится на долю костей, в состав которых входит не раствори-млн и коде соль - фосфорнокислый кальций. Жидкости в теле человека и животных представляют собой растворы электролитов. Они обеспечивают постоянство осмотического давлении и жидких фазах организма, кислотно-щелочное равновесие в тканях. В этих процессах преобладают катионы натрия и калия, анионы хлора, карбонаты, фосфаты.
Минеральные вещества, входящие в состав живых организмов, условно делят на три группы: макро-, микро- и ультрамикроэлементы. К макроэлементам относят те химические элементы, содержание которых превышает 0,001 % (О, С, Н, Са, К, N, Р, S, Мg, Na, Сl, Fе и др.). Если содержание химического элемента в организме составляет от 0,001 до 0.000001 %, то его причисляют к микроэлементам (Сu, Мn, Co и др.). Вещества, находящиеся в еще меньших количествах, называют ультрамикроэлементами (Рb, V, Аu, Нg и др.).
Вода. За небольшим исключением (кости, эмаль зубов) они ниляется преобладающим компонентом в структуре клетки. Вода служит естественным растворителем для многих веществ, а мкже дисперсионной средой, играющей важную роль в коллоидной системе цитоплазмы. Все химические процессы в организме происходят в водной среде, вода принимает непосредственное участие и во многих реакциях. Кроме того, она выводит из организма различные вещества.
О значении воды для жизнедеятельности организма красноречиво говорит тот факт, что потеря даже пятой части ее неминуемо приводит к гибели.
СТРУКТУРА КЛЕТКИ
Клетка - одна из форм организации живой материи, лежащей в основе строения и развития растений и животных.
Размеры, форма и строение клеток, входящих в состав органов и тканей, различны. Они зависят от стадии развития и функции клетки, их видовой принадлежности и т. д, В основном диаметр клеток составляет от 1 микрона до нескольких сантиметров. Однако некоторые из них имеют большую величину, например, нервные клетки с длинными отростками, достигающими 1 м. Наиболее типичны для клеток шаровидная, овальная, цилиндрическая, кубическая формы. Количество клеток в организме и даже в отдельных его органах может быть огромно, например, в коре больших полушарий головного мозга человека содержится 14-15 миллиардов нервных клеток, а в крови - до 25 биллионов красных кровяных телец.
По своему строению клетки растений, животных и человека, подобно атомам, сходны между собой. Каждая из них содержит в середине плотное образование - ядро, которое плавает в «полужидкой» цитоплазме. Клетка окружена клеточной мембраной.
Клетка состоит из многих элементов, совокупность которых имеет определенное значение не только для нее самой, но и для всего организма в целом. Если каким-то образом нарушится структура клетки, то изменятся ее функции, она потеряет свои свойства как организованная единица и погибнет.
Содержимое клетки представляет собой очень сложную систему разнообразных компонентов. Схема строения клетки, полученная с помощью электронного микроскопа, представлена на рисунке 1.
Цитоплазматическая мембрана. Внутренняя среда клетки отличается от наружной. Естественным барьером между ними служит клеточная мембрана, основная функция которой заключается в регуляции обмена веществ между клеткой и окружающей средой (рис. 2).
Цитоплазматическая мембрана обеспечивает постоянство состава внутриклеточного содержимого. По своей структуре мембрана представляет вязкую липидную фазу (липидный слой) с погруженными в нее белками. Липидный слой состоит в основном из фосфолипидов, холестерина, гликолипи-дов и является двойным слоем молекул. При этом длинные остатки жирных кислот одного и другого слоя липидных молекул обращены друг к другу и образуют жидкую гидрофобную фазу, а гидрофильные группы этих липидов (холин, фосфорная кислота, этаноламин и др.) расположены снаружи. Строение мембраны обусловливает ее основное свойство - избирательную проницаемость, т. е. регулирование поступления в клетку необходимых питательных веществ и выведение из нее продуктов обмена. Такая избирательность обеспечивает постоянство внутренней среды клетки, поддерживает нужное осмотическое давление, значение рН и т. д.
Белки, входящие в состав мембраны, располагаются на периферии (периферические) или пронизывают всю ее толщу (интегральные).
Функции мембранных белков разнообразны. Одни из них являются ферментами, выступающими катализаторами многих важных реакций, другие транспортируют различные вещества (жирные кислоты, холестерин) через мембрану. Особая группа белков образует в мембране «поры» для переноса ионов (водорода, натрия, калия и др.). Поверхностно расположенные белки и гидрофильные группы липидов связаны с углеводами и образуют участки, способные «узнавать» другие клетки или вещества. Такие участки называются рецепторами. Соединяясь со специфическими рецепторами, вещества (например, гормоны) передают свои сигналы внутрь клетки. Мембраны эластичны и обладают способностью самопроизвольно восстанавливать свою целостность при повреждении.
Цитоплазма. Внутреннее пространство клетки заполнено цитоплазмой, в которой расположены органоиды клетки. Цитоплазма пронизана многочисленными каналами, которые называют эндоплазматической сетью (ретикулумом).
Эндоплазматический ретикулум является продолжением ядерной мембраны. Он представляет собой сеть мембран, образующих трубочки и пузырьки; по эндоплазматической сети осуществляется транспорт различных веществ из клетки во внешнюю среду и обратно, здесь же протекают процессы синтеза и распада химических веществ.
Различают два типа ретикулума - гладкий и шероховатый. «Шероховатость» последнего обусловлена расположенными на его поверхности многочисленными мелкими частицами сферической формы - рибосомами.
Рибосомы - мелкие плотные гранулы небольших размеров. Они состоят из двух частей (субъединиц) округлой формы, соединение которых можно образно представить в виде гриба или восьмерки. Они рассеяны по всей клетке. Часть их связана с зндоплазматической сетью, другие находятся в свободном состоянии в цитоплазматическом матриксе. Рибосомы выполняют важнейшую функцию - участвуют в процессе синтеза белка.
Аппарат Гольджи представлен тонкими плоскими мешочками. Он играет двоякую роль: участвует в синтезе углеводных компонентов гликопротеидов и осуществляет вынос готовых молекул из клетки.
Митохондрии (от греч. mitos - нить, сhondrion - зернышко, крупинка) являются крупными органоидами клетки, по форме напоминающими зерно фасоли.
Митохондрии окружены двумя мембранами, образованными белками и липидами различной природы. Внутренняя мембрана имеет множество направленных внутрь выпячиваний - крист, которые тем многочисленнее, чем
к дыхательная активность клетки. Внутреннее пространство митохондрий заполняет мелкозернистое вязкое вещество. Митохондрии - в высшей степени специализированные частицы: именно в них протекают процессы дыхания и окисления различных веществ. Их главная функция екать заключенную з органических веществах энергию и накапливать ее в фосфатных связях аденозинтрифосфата (АТФ), который необходим для осуществления различных процессов жизнедеятельности. Митохондрии называют «силовыми подстанциями»
 |
Следует отметить и еще одну особенность митохондрий. В их матриксе обнаружены ДНК. Кроме тото, здесь находятся рибосомы и ряд других веществ, необходимых для синтеза мембранных белков, основная масса которых является ферментами, принимающими участие в образовании АТФ,
Еще одни важные органоиды клетки - лизосомы (от греч. 1у515 - растворение, зота - тело). Эти структуры представляют собой ограниченные мембраной тельца, содержащие про-теолитические ферменты. Неповрежденная лизосомная мембрана очень прочна и устойчива к действию ферментов. Они опасны для клетки и заключены как бы в мешочек, образованный мембраной. Назначение лизосом многообразно: они способны расщеплять уже использованные белки, жиры, углеводы и их промежуточные продукты. Мембрана лизосом полупроницаема и препятствует выходу ферментов в цитоплазму, если для этого нет необходимости. Когда в результате какого-либо воздействия нарушается целостность мембраны лизосом, то лизосомные ферменты разрушают клетку.
В растительных клетках содержатся пластиды - небольшие гранулы с двойной мембраной, в которых происходит синтез и накопление органических веществ. К ним относятся хлоропласты, лейкопласты и хромопласты. Хлоропласты содержат зеленый пигмент хлорофилл, который способен синтезировать энергию солнечного света. В хлоропластах солнечная энергия превращается в химическую, которая запасается в виде химических связей различных пищевых веществ, образующихся в процессе фотосинтеза. Лейкопласты - бесцветные пластиды, в них накапливаются крахмал и другие вещества. Хромопласты содержат различные пигменты, обусловливающие окраску плодов, овощей и цветков.
Человек, как бы это ни было удивительно, содержит в себе практически все химические элементы таблицы Менделеева . Какие-то из них присутствуют в большом количестве, другие составляют ничтожную долю. Состав человека, количество элементов в нем можно описывать очень долго, но для слаженной работы организма главное не количество, а качество. Но все же, каждый из них незаменим для нашего организма, независимо от его массы или процентного содержания в нашем теле.
Наше тело на 96% состоит из атомов углерода и водорода, а также кислорода и азота. Но не так важны для организма атомы, как химические соединения, которые просто не могут происходить без них. Ведь они являются главными составляющими для осуществления жизненно необходимых соединений для нашего организма. Остальные 4% составляют прочие химические элементы . Но, несмотря на их низкое содержание, не стоит уменьшать их влияние на наш организм. Химические элементы, а точнее, их соединения, являются составляющими нашего организма.
Тело человека, весящего 70 кг, содержит:
- углерод -12,6 кг
- кислород — 45,5 кг
- водород — 7 кг
- магний — 200 г
- хлор — 200 г
- фосфор — 0,7 кг
- железо — 5 г
- фтор — 100 г
- кремний — 3 г
- йод — 0,1 г
- мышьяк — 0,0005 г.
Как известно, человек на треть своей массы состоит из воды. У детей процент содержания жидкости в организме достигает 80%. У пожилых людей он равен 50%. Поэтому восполнять запасы жидкости просто необходимо, для этого употребляйте воду в объеме 2 литра в сутки, в жаркое время это количества увеличивается. Вода является неотъемлемой составляющей нашего организма.
На 20% человек состоит из белков, углевода и жиров и соединений из них. Одной из важных составляющих этих элементов является углерод, без него соединения просто не будут происходить. Именно поэтому углерод можно отнести к одному из главных составляющих элементов нашего организма. Для получения жиров и углеводов требуется лишь три составляющих: углерод, водород и кислород. Присоединив молекулы азота, получается белок. Как видите, наш организм способен производить жизненно необходимые микроэлементы и соединения, использую при этом все лишь четыре химических элемента.
Для правильной работы нашего организма необходимо употреблять только полезную и правильную пищу. Пища, которую человек потребляет ежедневно, должна быть насыщенна белками, углеводами и жирами.
Наш организм самостоятельно производит все необходимые соединения. Нам следует лишь пополнять его полезными веществами, пополнять водный запас, больше находиться на свежем воздухе, и тогда наш организм будет работать как часы.
Основными компонентами химического состава организма человека являются белки, жиры, углеводы, вода и минеральные вещества, при этом наибольшая часть приходится на долю воды.
ВОДА. Это самое распространенное и самое аномальное соединение на земном шаре. Вода - вечный минерал, т.к. является очень стойким соединением и ее количество на земном шаре не изменяется. Вода может находиться в различных агрегатных состояниях:
Твердом;
Газообразном.
При нагревании вода закипает, превращаясь в пар, который заметно не разлагается даже при температуре 1000° С, при охлаждении вновь дает воду, а если понижать температуру дальше, то образуется лед, который при таянии снова дает воду.
Вода обладает необычайными физико-химическими свойствами, которые отличают ее от всех других веществ. Вода - принята за эталон физических констант для всех других веществ.
Вода обладает следующими свойствами, необходимыми для биологических объектов:
1. Большой теплоемкостью. Это значит, что существенное увеличение тепловой энергии вызывает лишь сравнительно небольшое повышение ее температуры. Благодаря этому биохимические процессы протекают в меньшем интервале температур;
2. Большой теплотой испарения. Энергия, необходимая молекулам воды для испарения, черпается из их окружения, таким образом, испарение сопровождается охлаждением;
3.Большой теплотой плавления;
4. Единственное вещество, обладающее в жидком состоянии боль шей плотностью, чем в твердом;
5.Большим поверхностным натяжением и когезией (так называемым слипанием молекул);
б.Многообразием участия в процессах метаболизма как peaгента:
Служит универсальным растворителем во внеклеточном, клеточном пространствах, во всех биосредах организма;
Участвует в гидролитических реакциях распада биополимеров;
Служит реагентом в анаболических процессах;
Выполняет электрон - донорную функцию для реакций.
В организме человека и животных вода распределена в нескольких жидкостных фазах. У взрослого человека количество воды составляет около 60 % массы тела, у мужчин по сравнению с женщинами содержание воды больше из-за меньшего количества жира. Из общего количества воды, принимаемого за 100 %, внутри клеток находится 55 %, во внеклеточной жидкости - 45 % . Последняя включает воду, содержащуюся в плазме крови, межклеточной жидкости, в костях и плотной соединительной ткани. Часть воды входит в состав жидкостей, секретируемых специальными клетками. Это, например, спинно-мозговая, внутриглазная жидкости, а также секреты, выделяемые железами в просвет желудочно-кишечного тракта. Всасывание воды, поступающей в составе пищи, происходит по всему желудочно-кишечному тракту. Основное же ее количество реабсорбируется в тонком кишечнике.
Выведение воды из организма осуществляется с мочой, калом, потом и при дыхании.
Почки являются основным органом выведения воды и электролитов из организма. С мочой теряется около 1,5 л воды в сутки. Эти потери условно подразделяют на обязательные и факультативные. Обязательные - составляют то наименьшее количество жидкости (0,5 л), с которой в максимальной концентрации удаляются продукты обмена. Это количество не зависит от степени гидратации организма. Факультативные или управляемые потери (0,8 - 1,3 л) варьируют в зависимости от степени гидратации организма и состояния нейроэндокринных механизмов регуляции диуреза. Потеря воды через желудочно-кишечный тракт не превышает 0,1 л в сутки. Потеря воды с потом и при дыхании составляет около 1 л в сутки. Зависит от степени гидратации организма, температуры окружающей среды, физической нагрузки.
Регуляция водно-солевого обмена обеспечивается ЦНС, эндокринной системой и почками при ведущей роли ЦНС. Повышение осмолярности плазмы через ЦНС вызывает усиленное выделение гормона задней доли гипофиза - вазопрессина, который уменьшает выведение воды из организма за счет реабсорбции воды в почечных канальцах. Вода, задерживаясь в организме, снижает осмотическое давление, вследствие чего прекращается секреция вазопрессина. Гиперпродукция гормона приводит к накоплению жидкости в организме и отекам, а гипопродукция вызывает усиленное выделение жидкости из организма, вплоть до мочеизнурения (несахарный диабет). На водный обмен влияет также гормон альдостерон, секретируемый клубочковым слоем коры надпочечников. Его действие связано с влиянием на уровень натрия в плазме крови. Снижение концентрации натрия приводит к падению осмотического давления плазмы и к усилению потери воды из организма. Гипонатриемия стимулирует секрецию альдостерона, он усиливает обратимое всасывание натрия в почках и, следовательно, способствует задержанию воды в организме. Гипернатриемия тормозит выделение альдостерона. Почки участвуют в регуляции объема воды в организме своими физиологическими функциями - процессами фильтрации и реабсорбции воды и минеральных солей, синтезом и секрецией ряда веществ. В почках продуцируется гормон ренин. Усиливается его секреция при уменьшении объема внутрисосудистой жидкости и снижении артериального давления. Ренин способствует мобилизации в сосудистое русло тканевой жидкости и нормализации артериального давления, необходимого для физиологического течения процессов фильтрации мочи в нефроне.
Общая концентрация растворенных веществ, определяющих осмоляльность жидкости (или ее осмотическое давление), практически одинакова в клетках и окружающей их внеклеточной жидкости. Однако эти жидкости принципиально отличаются друг от друга по концентрации отдельных ионов, что имеет большое значение для нормального функционирования живых клеток.
МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЕЩЕСТВА, Элементы, необходимые для построения и жизнедеятельности различных клеток и организмов, называют биогенными элементами. Основу живых систем составляют только семь элементов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор, сера, кальций, называемых органогенами. Эти элементы составляют в организме 97,4 %. Из всех известных на сегодняшний день элементов только для 24 установлена биогенность.
Все минеральные вещества, содержащиеся в организме человека, можно разделить на 4 группы:
1.Макробиогенные - содержание которых в организме выше 1 % (О, С, N, Н, Са, Р);
2.Олигобиогенные - содержание которых от 0,1 до 1 % (К, Na, Cl, S, Mg, Fe);
3. Микробиогенные - содержание которых ниже 0,1 % (Zn, Mn, Со, Сu, F, Вг, I);
4.Ультрамикробиогенные - содержание которых 10 4 - 10" 6 %.
Органы человека по-разному концентрируют в себе различные химические элементы, они неравномерно распределяются по разным органам и тканям. В организме элементы могут находиться как в связанном состоянии, так и в виде свободных ионных форм.
Биологическая роль химических элементов в организме человека чрезвычайно разнообразна.
Главная функция макробиогенных элементов:
Построение тканей;
Поддержание постоянства осмотического давления;
Ионного и кислотно-основного состава.
Олигобиогенные и микробиогенные элементы, входя в состав ферментов, гормонов, витаминов, биологически активных веществ, в качестве комплексообразователей или активаторов, участвуют в процессах размножения; в обмене веществ, включая:
Тканевое дыхание,
Обезвреживание токсических веществ; влияют на процессы кроветворения; окисления - восстановления, проницаемость сосудов и тканей.
Кальций, фосфор, фтор, йод, алюминий, кремний определяют формирование костной и зубной тканей.
Содержание некоторых элементов в организме человека меняется с возрастом. Выявлено немало заболеваний, связанных с недостатком или избыточным накоплением различных биогенных элементов. Дефицит фтора вызывает кариес, дефицит йода - эндемический зоб, избыток молибдена -эндемическую подагру. Такого рода закономерности связаны с тем, что в организме человека поддерживается баланс оптимальных концентраций биогенных элементов - химический гомеостаз.
Недостаток в пищевом рационе минеральных веществ приводит к серьезным последствиям для здоровья человека. Однако, для организма вреден не только недостаток, но и избыток биогенных элементов, так как при этом нарушается химический гомеостаз. Минеральные компоненты, которые в ничтожно малых количествах являются жизненно необходимыми, при более высоких концентрациях становятся токсичными. Наряду с заболеваниями, вызванными загрязнением окружающей среды, существуют заболевания, связанные с аномальным содержанием некоторых элементов в той или иной географической зоне, называемые эндемическими. Существуют биогеохимические провинции с пониженным и повышенным содержанием в них какого-либо элемента.
Общая характеристика s-элементов. К блоку s-элементов относятся 13 элементов, общим для которых является застраивание в их атомах s-подуровня внешнего энергетического уровня. Как следует из электронных формул, элементы IA - группы (Li, Na, К, Rb, Cs, Fr) имеют на внешнем энергетическом уровне по одному s-электрону, а элементы ПА- группы (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra) - по два электрона. Химические свойства элементов IA и ПА групп сходны. Они являются сильными восстановителями. Элементные вещества - типичные металлы, обладающие блеском, высокой электрической проводимостью, химически весьма активны.
Человек - самое уникальное создание на Земле. Его организм выдерживает каждодневные нагрузки, стрессы и сопротивление вирусам. Очень многие люди задают вопрос: из чего состоит человек? Естественно, интерес к этой теме вполне обоснован. Ответ вы найдете в этой статье.
Человек имеет уникальное средство, при помощи которого он не только читает текст, но и слышит музыку, чувствует запах различной пищи. Это мозг. Человек, в отличие от животных, может размышлять. Многие из нас не знают, что мозг отвечает за чувства и мысли, и вообще за всю деятельность организма. Именно он определяет, когда нужно ложиться спать, как восстановить организм после любой нагрузки, как сопротивляться вирусам.
Из чего состоит человек? На 80% из воды. Именно поэтому врачи советуют выпивать ежедневно взрослому человеку не менее двух литров жидкости. Это необходимо для того, чтобы восполнить ее запасы, которые расходуются в течение дня, например, при выделении пота.
Из чего состоит человек и его скелет?
Позвоночник служит каждому из нас для защиты спинного мозга. Грудина и ребра предотвращают повреждения легких, сердца и кровеносных сосудов.
Скелет является местом для прикрепления мышц. Когда последние сокращаются, тело начинает работать, то есть появляется возможность двигаться.
Состоит из 206 костей, которые в целом образуют опору для тела. Благодаря этому можно танцевать, стоять, лежать и совершать многочисленные действия. В разных расположены специальные соединенные таким образом, чтобы сохранить органы человека и обеспечить его движение.
Важная часть скелета любого из нас - это череп. Он служит защитой для головного мозга. Скелет головы состоит из 8 костей, он содержит являющийся органом кроветворения и участвующий в обмене минеральных веществ.
Самым большим костным соединением человека являются ребра, находящиеся немного выше живота и достигающие шеи.
Грудная клетка, состоящая из 12 больших ребер, является стенкой для защиты жизненно важных органов, таких как легкие, сердце, кровеносные сосуды.
Скелет выполняет функции опоры, то есть является устойчивым к сжатию и жестким каркасом для тела, который защищает внутренние органы. Благодаря ему тело сохраняет форму. Внутренние органы прикреплены к скелету.
Тело человека состоит из миллионов частиц, которые называются клетками. Каждая из них — живой организм: она размножается, питается и взаимодействует с себе подобными. Множество различных клеток одного типа образуют ткани. А из них состоят разные органы тела человека.
Внутри клетки имеется ядро, окруженное цитоплазмой и покрытое мембраной - тоненькой оболочкой.
Цитоплазма - это вода, в которой содержатся питательные вещества: белки, углеводы, жиры. Ядро имеет особое вещество - ДНК. В нем закодирована генетическая информация о человеке.
Надеюсь, что в этой статье вы нашли ответ на вопрос, из чего состоит человек и его тело. Удачи!
