Jakie są sześć głównych elementów w żywych organizmach?

Sześć pierwiastków w układzie okresowym stanowi 97 procent masy ciała: węgiel, wodór, azot, tlen, siarka i fosfor. Nieprzypadkowo pierwiastki te występują w dużej ilości w galaktyce Drogi Mlecznej i poza nią. Istoty ludzkie są, jak sugeruje popularne powiedzenie, gwiezdnym pyłem.

Nazwy tych sześciu elementów można zapamiętać za pomocą akronimu CHNOPS. Nie są one rozmieszczone równomiernie w całym ciele, ale niektóre z nich koncentrują się preferencyjnie w niektórych tkankach.

Wszechobecna natura węgla na Ziemi i poza nią polega na jego zdolności do tworzenia różnych typów wiązań chemicznych: pojedynczych, podwójnych i potrójnych. Dzięki tej właściwości węgiel może łączyć się z szeroką gamą innych pierwiastków. Węgiel jest głównym składnikiem aminokwasów, budulcem białek. Białka z kolei stanowią elementy strukturalne większości narządów i tkanek, w tym mięśni, enzymów i neuronów.

Wodór, najlżejszy i najprostszy pierwiastek chemiczny, może tworzyć tylko jeden rodzaj wiązania – wiązanie pojedyncze. Niemniej jednak wodór może tworzyć większą różnorodność związków niż jakikolwiek inny pierwiastek, nawet węgiel. Jak sama nazwa wskazuje, znajduje się w węglowodanach, ale także w białkach w tłuszczach, które mają budowę strukturalną u zwierząt. Ponadto skrobiowe składniki roślin, które nadają im kształt, składają się z węglowodanów. Woda, która stanowi ponad dwie trzecie ludzkiego ciała, zawiera wodór.

Chociaż azot może poświęcać stosunkowo mało uwagi, występuje obficie w przyrodzie. Ponad trzy czwarte atmosfery ziemskiej składa się z gazowego azotu. Azot znajduje się we wszystkich aminokwasach, a więc we wszystkich białkach. Pod względem chemicznym grupa aminowa składa się z jednego atomu azotu i dwóch atomów wodoru. Podczas gdy białko jest często uważane głównie za składnik diety, białka są motorem codziennego życia, katalizując niezbędne reakcje biochemiczne, które budują narządy i tkanki, dzięki którym żyjące organizmy rosną, adaptują się i reprodukcja.

Tlen jest niezbędny do oddychania z chwili na chwilę. Jednocześnie znajduje się w wodzie, wszystkich białkach i wszystkich produktach spożywczych. Tłuszcze, które nawet najszczuplejsze zwierzęta posiadają w znacznych ilościach, zawierają tlen, który – podobnie jak węgiel – jest cudownie wszechstronną cząsteczką z chemicznego punktu widzenia. Ponieważ Ziemia starzeje się w ciągu ponad czterech miliardów lat życia, stężenie tlenu w atmosfera stale rosła od śladowych ilości do około 20 procent, co podkreśla jej kluczowy charakter w schemacie. życia.

Fosfor jest czymś w rodzaju gracza drugoplanowego w dramacie o utrzymywaniu życia. Jest krytyczną częścią każdej komórki roślinnej i zwierzęcej, ponieważ tworzy większość dwuwarstwy fosfolipidowej który nadaje błonom komórkowym ich integralność, jednocześnie umożliwiając im selektywną przepuszczalność dla innych Substancje. Fosfor znajduje się również w kościach, a energia chemiczna pochodząca z procesów metabolicznych jest magazynowana dla natychmiastowe zastosowanie w związkach na bazie fosforu, takich jak ADP (adenozynodifosforan) i ATP (adenozyna difosforan).

Siarka znajduje się we wszystkich białkach, zwłaszcza w cysteinie i metioninie. Chociaż jego rola u ludzi być może nie jest często celebrowana, jest szczególnie krytyczna w cyklicznych procesach zachodzących w bakteriach, które istnieją o miliardy lat dłużej niż ludzie i prawie na pewno będą istnieć po tym, jak ludzie będą długo odszedł. Siarka jest również niezbędna dla wielu bakterii do prawidłowego przeprowadzenia fotosyntezy, zestawu reakcji najczęściej kojarzonych z roślinami.