Elementos químicos que forman el cuerpo humano

Cuando Carl Sagan afirmó que somos "polvo de estrellas", no recurría a una metáfora poética gratuita, sino a una descripción rigurosamente científica de nuestra composición material. El cuerpo humano, en su intrincada arquitectura biológica, no es sino una disposición particular de átomos forjados en el interior de estrellas que murieron mucho antes de que existiera el sistema solar. Comprender qué elementos químicos nos constituyen, y en qué proporciones, es adentrarse en una de las conexiones más profundas entre la física, la química y la biología.

Aproximadamente el 96% de la masa corporal humana se concentra en solo cuatro elementos: oxígeno, carbono, hidrógeno y nitrógeno. El oxígeno, el más abundante con cerca del 65% del peso corporal, no se encuentra libre sino combinado mayoritariamente en forma de agua, que constituye entre el 55% y el 60% de nuestra masa. El carbono, columna vertebral de toda química orgánica, ronda el 18% y es el elemento que permite la formación de las cadenas y anillos moleculares sobre los que se sostienen proteínas, lípidos, carbohidratos y ácidos nucleicos. El hidrógeno, presente en casi todas las moléculas orgánicas y en el agua misma, aporta cerca del 10%, mientras que el nitrógeno, esencial en aminoácidos y bases nitrogenadas, contribuye con algo más del 3%.

Un segundo grupo de elementos, minoritarios en masa pero indispensables en función, completa buena parte del resto: calcio y fósforo, protagonistas de huesos y dientes pero también del metabolismo energético celular; potasio y sodio, reguladores del equilibrio hídrico y de la transmisión de impulsos nerviosos; azufre, presente en ciertos aminoácidos y en la estructura terciaria de las proteínas; cloro, ligado al equilibrio electrolítico; y magnesio, cofactor de cientos de reacciones enzimáticas.

Más allá de estos elementos mayoritarios, el organismo alberga una veintena de elementos traza, entre ellos hierro, zinc, cobre, yodo, selenio, manganeso, cromo, cobalto, molibdeno y flúor, presentes en cantidades minúsculas, a veces miligramos o incluso microgramos, pero cuya ausencia resulta incompatible con la vida. El hierro, componente de la hemoglobina, permite el transporte de oxígeno; el yodo es indispensable para la síntesis de hormonas tiroideas; el zinc participa en la actividad de cientos de enzimas y en la expresión génica. La química de la vida, se diría, opera tanto por acumulación como por escasez calculada. 

Lo verdaderamente notable de este inventario elemental no es solo su diversidad, sino su origen. Salvo el hidrógeno, formado en los primeros minutos tras el Big Bang, el resto de los elementos que componen nuestro cuerpo se sintetizó en el interior de estrellas, mediante procesos de fusión nuclear, o en las explosiones catastróficas de supernovas que dispersaron esos átomos por el cosmos. El calcio de nuestros huesos, el hierro de nuestra sangre, el oxígeno que respiramos: todo procede de hornos estelares extinguidos hace miles de millones de años. Esta perspectiva, lejos de disolver la singularidad humana en un frío inventario químico, invita a una forma distinta de asombro: la de reconocernos como el resultado transitorio y organizado de una historia cósmica que nos antecede y nos excede con largueza.

La biología, en este sentido, no contradice a la química ni a la física, sino que las culmina: organiza la materia dispersa en sistemas capaces de metabolizar, reproducirse y, en el caso humano, de preguntarse por su propio origen. Saber de qué estamos hechos no resuelve el misterio de la existencia, pero sí lo sitúa en su escala justa: la de una materia que, tras miles de millones de años de evolución cósmica, ha aprendido, contra toda probabilidad, a mirarse a sí misma.


El cuerpo humano está constituido por unos 60 elementos químicos, aunque casi el 99% de su masa total se concentra en tan solo seis de ellos.

Elemento

Símbolo

% en masa

Función principal

Oxígeno

O

65,0%

Formación del agua celular y respiración oxidativa.

Carbono

C

18,5%

Esqueleto estructural de las moléculas orgánicas (proteínas, lípidos, glúcidos).

Hidrógeno

H

9,5%

Componente del agua y de la mayoría de compuestos orgánicos.

Nitrógeno

N

3,2%

Presente en aminoácidos, proteínas y ácidos nucleicos (ADN y ARN).

Calcio

Ca

1,5%

Rigidez en huesos y dientes, contracción muscular y transmisión nerviosa.

Fósforo

P

1,0%

Estructura ósea, membranas celulares y transferencia de energía (ATP).

Potasio

K

0,4%

Regulación de impulsos nerviosos y volumen celular.

Azufre

S

0,25%

Componente de aminoácidos esenciales como la cisteína y la metionina.

Sodio

Na

0,2%

Control de la presión arterial y transmisión de impulsos eléctricos.

Cloro

Cl

0,15%

Mantenimiento del equilibrio de fluidos y digestión (ácido clorhídrico).

Magnesio

Mg

0,1%

Cofactor en más de 300 reacciones enzimáticas metabólicas.


Oligoelementos o elementos traza (< 0,1% en conjunto)

El porcentaje restante, aunque diminuto, resulta biológicamente imprescindible para el correcto funcionamiento del organismo: Hierro (Fe): ~0,006% (transporte de oxígeno en la hemoglobina). Zinc (Zn): ~0,0033% (sistema inmunitario y división celular). Otros elementos microscópicos: Cobre (Cu), Yodo (I), Flúor (F), Manganeso (Mn), Selenio (Se), Cromo (Cr), Molibdeno (Mo), Cobalto (Co) y Silicio (Si). Aunque esta distribución varía ligeramente según la edad, la masa muscular y el nivel de hidratación individual, el agua (H_2O) representa entre el 55% y el 65% del peso total de un adulto, lo que explica la alta presencia de oxígeno e hidrógeno.

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