COS HUMÀ

De què estem fets

Tota la matèria que coneixem està formada pels elements químics, i nosaltres no en som una excepció

Text: Adrià Vila | Infografia: Eduard Forroll

Més enllà del nivell cel·lular i el mol·lecular trobem el nivell atòmic, en què els elements químics són els protagonistes. Estan tots –o almenys els descoberts fins ara– llistats a la taula periòdica, i en aquesta infografia repassem quins formen part del cos humà, quines funcions compleixen dins del nostre sistema i també quines aplicacions tècniques o quotidianes tenen.

Els elements químics presents al cos humà

Oxigen · 65%

L’oxigen és l’element més abundant del cos humà. Això es deu principalment al fet que juntament amb 2 hidrògens formen la molècula de l’aigua, que representa un 60% del pes del cos d’un adult. És un agent oxidant, un element clau en la respiració cel·lular anaeròbica, i és fonamental en la generació d’energia cel·lular a través de l’ATP.
L’oxigen líquid combinat amb hidrogen, metà o querosè s’utilitza com a combustible per a les naus espacials.

Carboni · 18%

El carboni és l’element bàsic de la química orgànica gràcies a la seva facilitat per formar una gran varietat de molècules necessàries per a la vida. Els àtoms de carboni poden enllaçar-se entre ells formant cadenes o anells que serveixen de base per a tots els processos metabòlics. Els molts processos que el cos humà ha de poder fer simultàniament requereixen una gran quantitat i varietat de molècules, que, a més, han de ser compatibles entre elles. Això converteix el carboni en un element indispensable per a la nostra vida.
Al cos humà hi trobem prou carboni per fer al voltant de 900 mines de llapis. També el podem trobar a l’acer barrejat amb ferro, a les fibres de carboni o al grafè.

Hidrogen · 10%

La major part de l'hidrogen corporal el trobem en forma d’aigua (H2O), però, tot i que cada molècula conté dos àtoms d'hidrogen per cada àtom d’oxigen, la seva massa és tan petita que la proporció en relació a la massa corporal és molt inferior a la de l’oxigen. Les seves funcions principals són mantenir el cos hidratat i l’obtenció d’energia causant l’acidesa del cos. També és el responsable de les unions dèbils de l’ADN i les proteïnes.
És l’element més abundant de l’univers conegut, s’utilitza en dirigibles (zepelins) i també en les bombes termonuclears (bombes H).

Nitrogen · 3%

Tot i que el nitrogen és el principal component de l’aire, els humans no l’obtenim respirant sinó menjant. És un component essencial dels aminoàcids que formen les proteïnes i de les bases nitrogenades de l’ADN i l’ARN.
El nitrogen s’utilitza en forma de fertilitzants (sals d’amoni o urea), anestèsics (inhalat en forma de gas), combustible per a cotxes de carreres (òxid de dinitrogen o òxid nitrós), dinamita (nitroglicerina, nitrat d’amoni i nitrat de sodi).

Calci · 1,4%

Gran part del calci del cos humà se situa als ossos i a les dents, on adquireix funcions estructurals, però la funció més important és quan actua com a regulador proteic o en la contracció dels músculs. Si el cos detecta una insuficiència de calci per realitzar aquestes accions més importants l’extreu dels ossos o de les dents, cosa que els debilita (i causa malalties com l’osteoporosi).
Els romans utilitzaven les pedres calcàries com a font d'òxid de calci. Barrejant-lo amb aigua van fer ciment per poder construir aqüeductes, amfiteatres i altres estructures.

Fòsfor · 1%

La gran majoria del fòsfor del nostre cos es troba combinat amb oxigen en forma de fosfat. Gairebé el 85% d’aquest electròlit es troba als ossos, i la resta, a les cèl·lules, on participa en els processos d’obtenció d’energia, l’ATP, en les membranes cel·lulars i en l’ADN.
Podem trobar fòsfor a la punta dels llumins, i, de fet, el cos humà en conté prou per fabricar-ne 2.200. També s’utilitza en bombes incendiàries d’usos militars, en forma de fòsfor blanc o en la pirotècnia.

Potassi · 0,25%

El potassi és un dels elements més importants del cos. Participa en el mecanisme de contracció-relaxació dels músculs, el sistema nerviós, i és crucial per a la supervivència de les cèl·lules.
El carbonat de potassi s’utilitza molt per fabricar sabó o vidre.

Sofre · 0,25%

El sofre és un component important d’alguns aminoàcids, que són les unitats bàsiques que formen les proteïnes del cos humà.
La gran majoria del sofre comercial es destina a fer àcid sulfúric (H2SO4), un dels productes químics més produïts a escala mundial. S’utilitza, entre altres finalitats, per obtenir gasolina, fabricar bateries d’automòbils i en la indústria del ferro i dels fertilitzants.

Sodi · 0,15%

El sodi, com el potassi, és essencial per al cos humà. Aquest element és important per a la transmissió nerviosa i per a les funcions dels músculs.
Les barres de sodi pur tenen l’aparença d’un lingot de metall normal, però es poden tallar amb un ganivet i, a més, s’han de guardar submergides en oli, ja que pot explotar de manera espontània quan entra en contacte amb l’aigua. S’utilitza com a refrigerant en reactors nuclears i, juntament amb el clorur, forma la sal de cuina que trobem a totes les cases.

Clor · 0,15%

El clor juga un paper vital mantenint estable la pressió i la neutralitat de càrrega corporal. És essencial en els sistemes digestiu i immunitari, ja que a l'estómac, en forma d’àcid clorhídric, ajuda a digerir els aliments i a destruir els possibles gèrmens que continguin.
Hi ha diferents usos del clor en funció de l’element amb què se’l combina. Amb el sodi obtenim sal de cuina; amb l'hidrogen creem àcid clorhídric, un dels àcids presents en l’aigua règia; en compostos orgànics s’utilitza per fer la resina sintètica coneguda com a PVC, i fins i tot va ser utilitzat sense combinar en forma de gas com a arma durant la Primera Guerra Mundial.

Magnesi · 0,005%

El magnesi és un cofactor per als enzims implicats en la síntesi de proteïnes, la conducció neuromuscular i la regulació de la glucosa i la pressió sanguínia. També juga un rol important en els ossos, les proteïnes, l’ADN i l’ARN.
Quan el pes és un factor determinant en enginyeria, s’utilitzen aliatges de magnesi perquè pesen molt poc. Aquests casos els trobem sobretot en la indústria aeroespacial i automobilística, però també recentment en els telèfons mòbils.

Elements traça 0,02%

Tot i que tots junts representen un percentatge molt petit, són importantíssims per al bon funcionament del cos humà, i tant el seu excés com la seva deficiència poden provocar problemes a l’organisme. Alguns exemples són el zinc (Zn), el coure (Cu), el seleni (Se), el crom (Cr), el cobalt (Co), el iode (I), el manganès (Mn) i el molibdè (Mo). Estan involucrats en processos molt diversos, com ara el metabolisme dels ossos (proteïnes, lípids i carbohidrats), la regulació del sistema immunitari i reproductiu, i fins i tot accions antioxidants.

L’espai buit del cos humà

Una persona adulta està formada per aproximadament 7·10^27 (7.000.000.000.000.000.000.000.000.000) d’àtoms. Si estudiem l’estructura d’un àtom, podem observar que hi ha dues regions ben definides: el nucli, que li atorga la massa, i el núvol electrònic, que li atorga el volum. Si en comparem la mida i el nucli fos una mosca, el núvol electrònic seria tan gran com una catedral. Tenint en compte aquesta proporció i que l’estructura d’un àtom és, en gran part, espai buit, si comprimíssim els àtoms d’un cos humà i n’eliminéssim aquest espai buit hi cabríem dins d’un cub de menys de 0,002 cm d’aresta.

Versió en paper de la infografia a l'ARA Diumenge

FONT_ Royal Society of Chemistry, PubMed Central, Thoughtco.com, Japan Medical Association