Из чего состоит человек? Химический и минеральный состав организма

Согласно последним научным открытиям, человек является наиболее сложноорганизованной открытой биологической системой, управляемой биоколлоидным компьютером — головным и спинным мозгом, способной к самоорганизации и воспроизводству, имеющей мощную адаптивную функцию по отношению к быстроизменяющимся условиям внешней среды. Чтобы ответить на вопрос, из чего состоит человек, нам понадобится научная информация из таких областей знаний, как химия, цитология и анатомия.

Химический состав организма человека

Из чего состоит человек, с точки зрения химии? Ответить на вопрос достаточно легко, если иметь базовые знания этого школьного предмета. В учебниках описывалось, что человек — это совокупность химических соединений, к которым относятся биополимеры: белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды, а также липиды, углеводы и минеральные соли. Вода — H₂O — занимает особое место в организме, и на сколько человек состоит из жидкости, мы рассмотрим чуть ниже.

Итак, нуклеиновые кислоты, которые образовались из ДНК и РНК, сопряжённые с молекулами белков, и отвечают за следственные признаки, присущие как клетке, так и всему организму в целом. Из них формируется кариотип — совокупность хромосом, уникальный для каждого биологического вида. У человека в ядрах соматических клеток в норме 46 хромосом, в половых — по 23 единицы.

Белки выполняют ряд важнейших функций в организме. Например, актин и миозин обеспечивают работу мышечных волокон, гемоглобин транспортирует кислород, инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, а иммуноглобулины обеспечивают защиту человека от болезнетворных микроорганизмов. Липиды, к которым относятся жиры и стероиды, — важная часть органического содержимого клеток и тканей. Они могут образовывать комплексы с белками и углеводами: так называемые липопротеиды и гликопротеиды.

Минеральный состав организма

В клетках человека присутствует приблизительно 70 химических элементов, но только 24 из них встречаются практически во всех его органах и тканях. Четыре самых важных, называемых органогенными, — это нитроген, оксиген, гидроген и карбон. Они играют главную роль в жизнедеятельности человека. Затем следует 10 макроэлементов, к которым относятся натрий, калий, кальций, фосфор, магний, железо и т. д. Микроэлементы, такие как медь, бор и марганец, хоть и присутствуют в виде сотых долей процента, тем не менее очень важны, так как входят в состав ферментных систем, обеспечивающих обмен веществ в организме.

Все вышеперечисленные химические элементы представляют собой катионы и анионы неорганических солей. Их значение велико, например, хлорид натрия является матрицей тканевой жидкости и плазмы крови. Гидрокарбонаты и гидросульфаты кальция необходимы для проведения нервных импульсов, сокращения мышц и формирования скелета человека. Ионы калия обеспечивают нормальное кровообращение и регулируют водно-солевой баланс. Благодаря вышеприведённому примеру мы теперь знаем, из чего состоит человек. Получается, что все перечисленные органические и неорганические соединения и являются тем «строительным» материалом.

Вода — основа жизни

На сколько человек состоит из воды, можно узнать, используя справочную литературу по цитологии. В процентном выражении количество жидкости в клетках, по сравнению с другими веществами, наибольшее. И зависит оно прежде всего от клеточных функций. Чем активнее образование и сложнее его функции, тем содержание воды больше. Так в клетках мозга её до 85 %, в молекулах формирующегося зародыша — свыше 90 %, в мышечных волокнах — около 76 %. Даже физиологический возраст можно определить зная, из чего состоит человек: чем моложе организм, тем выше содержание жидкости в тканях и органах. Все биохимические реакции протекают в клетках также только в водных растворах. Благодаря высокой теплопроводности и теплоёмкости, вода обеспечивает гомеостаз, то есть постоянство внутренней среды организма.

Анатомия как наука

Внутреннее строение человека изучает одна из самых древних биологических дисциплин, которую создали Гиппократ, Гален и Везалий. Это анатомия человека. Мышцы, соединяющие костную основу — скелет и внутренние органы, расположенные в полости тела, учёные рассматривают как единую высокоорганизованную структуру, управляемую нервной и эндокринной системами. Именно она и является предметом изучения анатомии.

Скелет человека

Наша опорно-двигательная система состоит из костей, анатомически связанных с группами скелетных мышц. Человек — единственное существо на земле, постоянно передвигающееся вертикально. Это особенность отразилась и на его внутреннем строении. Скелет человека, состоящий из позвоночника, черепа, пояса верхних и нижних конечностей и самих свободных конечностей имеет ряд приспособлений. Назовём главные из них:

1. Позвоночник. Имеет S-образную форму, содержащую 4 изгиба. Они обеспечивают амортизационные свойства и гибкость.

2. Пояс нижних конечностей. Представлен тазовыми костями. Имеет форму чаши, удерживающей вес всех внутренних органов.

3. Стопа и её свод. Обеспечивают пружинистость при ходьбе.

4. Мозговой отдел черепа. Вследствие развития головного мозга преобладает над лицевым участком.

5. Верхние конечности — руки. Освобождены от функции передвижения, способны к сложным трудовым операциям.

Таким образом, в процессе эволюционного развития все отделы скелета человека претерпели важнейшие изменения, называемые в биологии ароморфозами. Они навсегда отделили человека от его ближайших анатомо-физиологических родственников — приматов.

Мышечная система

Как ни велико значение скелета человека, в качестве остова и опоры, но без мышц, соединяющих все отделы и приводящих их в движение, наше тело было бы не более чем закостенелый неподвижный панцирь, лишённый даже намёка на самое примитивное перемещение. Все основные группы мышц — головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей — участвуют в ежесекундных движениях тела и обеспечивают мгновенную реакцию на малейшие изменения окружающей среды.

В этой статье мы рассмотрели, на сколько человек состоит из воды, каков минеральный и химический состав его тела. Кроме того, мы узнали особенности строения организма, выработанные в процессе эволюционного развития — антропогенеза.