Wat zijn de zes belangrijkste elementen in levende organismen?

Zes elementen op het periodiek systeem zijn goed voor 97 procent van je lichaamsmassa: koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof, zwavel en fosfor. Niet toevallig komen deze elementen in grote hoeveelheden voor in het Melkwegstelsel en daarbuiten. Mensen zijn, zoals een populair gezegde suggereert, sterrenstof.

De namen van deze zes elementen kunnen worden onthouden met behulp van het acroniem CHNOPS. Ze zijn niet gelijkmatig over het lichaam verdeeld, maar sommige concentreren zich bij voorkeur in sommige weefsels.

De alomtegenwoordige aard van koolstof op aarde en daarbuiten ligt in het vermogen om verschillende soorten chemische bindingen te vormen: enkelvoudig, dubbel en drievoudig. Met deze eigenschap kan koolstof zich verbinden met een breed scala aan andere elementen. Koolstof is een belangrijk bestanddeel van aminozuren, de bouwstenen van eiwitten. Eiwitten vormen op hun beurt de structurele componenten van de meeste organen en weefsels, waaronder spieren, enzymen en neuronen.

Waterstof, het lichtste en eenvoudigste chemische element, kan slechts één type binding vormen - een enkele binding. Niettemin kan waterstof een grotere verscheidenheid aan verbindingen vormen dan enig ander element, zelfs koolstof. Het wordt, zoals de naam al aangeeft, gevonden in koolhydraten maar ook in eiwitten in vetten, die structureel zijn bij dieren. Bovendien bestaan ​​de zetmeelrijke componenten van planten die ze hun vorm geven, uit koolhydraten. Water, dat meer dan tweederde van het menselijk lichaam uitmaakt, bevat waterstof.

Hoewel stikstof relatief weinig aandacht krijgt, is het overvloedig aanwezig in de natuur. Meer dan driekwart van de atmosfeer van de aarde bestaat uit stikstofgas. Stikstof zit in alle aminozuren en dus in alle eiwitten. Chemisch gezien bestaat een aminogroep uit één stikstofatoom en twee waterstofatomen. Terwijl eiwitten vaak voornamelijk worden gezien als een voedingsbestanddeel, zijn eiwitten de drijfveren van het dagelijks leven, katalyserend essentiële biochemische reacties die de organen en weefsels bouwen die ervoor zorgen dat levende wezens groeien, zich aanpassen en reproduceren.

Zuurstof is essentieel voor de ademhaling van moment tot moment. Tegelijkertijd wordt het aangetroffen in water, alle eiwitten en alle voedingsmiddelen. Vetten, die zelfs de magerste dieren in aanzienlijke hoeveelheden bezitten, bevatten zuurstof, dat - net als koolstof - een wonderbaarlijk veelzijdig molecuul is vanuit chemisch oogpunt. Aangezien de aarde in de loop van haar levensduur van meer dan vier miljard jaar is verouderd, is de zuurstofconcentratie in de atmosfeer is gestaag gestegen van sporenhoeveelheden tot ongeveer 20 procent, wat de cruciale aard ervan in het schema onderstreept van het leven.

Fosfor is een soort achtergrondspeler in het levensonderhoudsdrama. Het is een cruciaal onderdeel van elke plantaardige en dierlijke cel, omdat het het grootste deel van de fosfolipide dubbellaag vormt die celmembranen hun integriteit geeft terwijl ze selectief doorlaatbaar zijn voor andere stoffen. Fosfor wordt ook gevonden in botten en chemische energie afkomstig van metabolische processen wordt opgeslagen voor onmiddellijk gebruik in op fosfor gebaseerde verbindingen zoals ADP (adenosine difosfaat) en ATP (adenosine difosfaat).

Zwavel wordt in alle eiwitten aangetroffen, met name in cysteïne en methionine. Hoewel zijn rol bij mensen misschien niet vaak wordt gevierd, is het vooral cruciaal in cyclische processen in bacteriën, die al miljarden jaren langer bestaan ​​dan mensen en vrijwel zeker zullen bestaan ​​nadat de mens lang is geweest weg. Zwavel is ook essentieel voor veel bacteriën om hun versie van fotosynthese goed uit te voeren, een reeks reacties die meestal worden geassocieerd met planten.