Tiede
Kehossasi on yli 40 kiloa happea – Mutta mistä muusta ihminen on tehty?
Mistä ihminen on tehty? Moni vastaisi varmasti, että vedestä, lihasta ja luusta. Pitää paikkansa, mutta kun meidän kehomme puretaan ihan pieniksi osiksi, niin paljastuu varsin yllättävä kokoelma alkuaineita.
Meissä on esimerkiksi samoja aineita, joita löytyy ruokasuolasta, tulitikkuaskista ja lyijykynistä. Mukana on myös aimo annos happea, mutta ei välttämättä siinä muodossa kuin ensimmäisenä kuvittelisi.
Hämmästyttävintä saattaa olla se, että ihmiskehosta 94 prosenttia koostuu vain kolmesta alkuaineesta. Ja tarvitaan vain kuusi alkuainetta, jotta saadaan kasaan 99 prosenttia koko kehomme massasta. Näistä ihminen on tehty – suurimmaksi osaksi. Vaikka loput alkuaineet jäävät määrällisesti minimaaliseen osaan, ilman niitä emme olisi olemassa.
Listafriikki etenee pienimmästä suurimpaan, ja prosenttiosuudet kertovat, kuinka suuren osan kehon massasta kukin alkuaine muodostaa. Alkuaineiden osuudet vaihtelevat jonkin verran ihmisestä toiseen esimerkiksi kehon koostumuksen mukaan. Tämän listan prosenttiosuudet perustuvat CRC Handbook of Chemistry and Physics -teoksen tietoihin 70-kiloisesta viitehenkilöstä.
10. Kloori 0,12 %
Mitä kloorista tulee ensimmäisenä mieleen? Tietenkin uimahallin pistävä haju. Kloori ei kuitenkaan ole hyödyllinen vain veden desinfioinnissa, sillä se on myös ihmiselle välttämätön alkuaine. Kehossamme sitä on noin 0,12 prosenttia kokonaismassasta, mikä tarkoittaa 70-kiloisella ihmisellä noin 84 grammaa – se vastaa noin kymmentä kahden euron kolikkoa.
Ihmisen elimistössä kloori esiintyy pääasiassa kloridi-ioneina, joilla on tärkeä tehtävä kehon nestetasapainon ylläpitämisessä. Kloridi osallistuu myös hermoimpulssien välittämiseen sekä lihasten supistumiseen, ja auttaa säätelemään elimistön happo-emästasapainoa.
Yksi kloorin mielenkiintoisimmista tehtävistä liittyy kuitenkin ruoansulatukseen. Mahalaukussa kloridi-ioneja tarvitaan suolahapon muodostamiseen. Tämä erittäin hapan neste auttaa pilkkomaan ravintoa ja tuhoamaan ruoan mukana elimistöön päätyviä taudinaiheuttajia.
Riittävästä kloorin saannista ei tarvitse olla erityisen huolissaan, sillä sitä saadaan runsaasti tavallisesta ruokasuolasta eli natriumkloridista. Suola koostuu natrium- ja kloridi-ioneista, jotka molemmat ovat elimistölle välttämättömiä.
9. Natrium 0,14 %
Jatketaan siis natriumilla, joka tunnetaan parhaiten nimenomaan ruokasuolan toisena ainesosana, vaikka sen merkitys ihmiselle on paljon suurempi kuin pelkkä ruoan maustaminen. Natriumia on ihmiskehossa noin 0,14 prosenttia kokonaismassasta, mikä tarkoittaa 70-kiloisella ihmisellä noin 98 grammaa eli suunnilleen 20 A4-paperiarkin verran.
Natrium on välttämätön erityisesti hermoston ja lihasten toiminnalle. Kun hermosolu lähettää sähköisen viestin eteenpäin, virtaa natriumioneja solun sisään ja solukalvon sähköinen jännite muuttuu. Ilman tätä mekanismia aivot eivät pystyisi välittämään käskyjä lihaksille eikä hermosto toimisi normaalisti.
Natriumilla on myös keskeinen rooli elimistön nestetasapainon säätelyssä. Se on solujen ulkopuolisen nesteen tärkein positiivisesti varautunut ioni, ja sen pitoisuus vaikuttaa siihen, minne vesi elimistössämme menee.
Vaikka natrium on elintärkeää, sitä voi tunnetusti saada liikaa. Runsas suolankäyttö nostaa monilla verenpainetta ja lisää siten sydän- ja verisuonitautien riskiä.
8. Kalium 0,2 %
Kalium on yksi ihmiskehon tärkeimmistä kivennäisaineista, vaikka sitä on elimistömme kokonaismassasta vain noin 0,2 prosenttia. Se tarkoittaa 70-kiloisella ihmisellä noin 140 grammaa, eli suunnilleen yhden keskikokoisen banaanin painoa kuorineen. Ja kyllä, kaliumia saa runsaasti banaanista.
Kaliumilla on erityisen tärkeä tehtävä sydämen toiminnassa. Se osallistuu sydänlihassolujen sähköisen toiminnan säätelyyn, ja veren liian matala tai korkea kaliumpitoisuus voi aiheuttaa jopa hengenvaarallisia rytmihäiriöitä.
Toisin kuin natrium, joka sijaitsee pääasiassa solujen ulkopuolisessa nesteessä, on kalium solujen sisällä yleisin positiivisesti varautunut ioni. Näiden kahden alkuaineen välinen tasapaino on välttämätön hermoimpulssien kululle ja lihasten supistumiselle.
Kaliumista puhuttaessa ensimmäisenä mieleen tulevat usein juuri banaanit, mutta sitä saa runsaasti myös esimerkiksi perunoista, pavuista ja vihreistä lehtivihanneksista.
Elimistö säätelee kaliumpitoisuutta tarkasti munuaisten avulla, sillä pienetkin merkittävät poikkeamat veren normaalista kaliumpitoisuudesta voivat häiritä sydämen toimintaa.
7. Rikki 0,2 %
Rikistä tulee mieleen mädän kananmunan löyhkä, mutta tämä alkuaine on myös olennainen osa ihmiskehoa. Rikkiä on elimistömme kokonaismassasta suunnilleen saman verran kuin edellä mainittua kaliumia eli noin 0,2 prosenttia.
Rikki on erityisen tärkeää hiuksille, iholle ja kynsille. Se auttaa tekemään niistä vahvoja ja kestäviä. Esimerkiksi hiusten permanenttikäsittely perustuu siihen, että hiusten keratiini-proteiinin rikkisidoksia ensin rikotaan ja sitten muodostetaan uudelleen.
Rikki on tärkeä myös verensokeria säätelevälle insuliinille, sillä rikkisidokset pitävät hormonin rakenteen oikeanlaisena. Elimistö saa tarvitsemansa rikin pääasiassa ravinnon proteiineista; erityisesti metioniini- ja kysteiini-nimisistä aminohapoista.
Entä se mädän kananmunan haju? Se johtuu rikkivedystä, jota muodostuu muun muassa bakteerien hajottaessa rikkipitoisia yhdisteitä. Myös suolistobakteerit voivat tuottaa rikkivetyä, joten rikki on osaltaan vastuussa joidenkin ilmavaivojen pahasta hajusta.
6. Fosfori 1,1 %
Sitten hypätäänkin niihin ihmiskehon alkuaineisiin, joita alkaa olla määrällisesti huomattavasti enemmän. Sen lisäksi, että fosforia löytyy tulitikkuaskin punaisesta raapaisupinnasta, niin se on myös yksi ihmiskehon tärkeimmistä rakennusaineista. Fosforia on elimistömme kokonaismassasta noin 1,1 prosenttia, mikä tarkoittaa 70-kiloisella ihmisellä noin 770 grammaa.
Suurin osa kehomme fosforista, noin 85 prosenttia, sijaitsee luissa ja hampaissa. Siellä se muodostaa yhdessä kalsiumin kanssa mineraalia, joka tekee luustosta kovaa ja kestävää.
Fosforilla on kuitenkin toinenkin elintärkeä tehtävä: ilman sitä solumme eivät pystyisi käsittelemään energiaa normaalisti. Fosforia sisältävä ATP-molekyyli toimii nimittäin solujen energiansiirtäjänä. Kun esimerkiksi juokset, nostat painoja tai vaikka räpäytät silmiäsi, solusi hyödyntävät ATP:n välittämää energiaa.
Fosforia löytyy myös DNA:sta, joten sitä tarvitaan jokaisen solumme perintöaineksen rakenteeseen.
5. Kalsium 1,4 %
Ihmiskehon kokonaismassasta noin 1,4 prosenttia on kalsiumia, mikä tarkoittaa 70-kiloisella ihmisellä lähes kiloa. Yli 99 prosenttia eli käytännössä kaikki kalsium sijaitsee luissa ja hampaissa, joissa se yhdessä fosforin kanssa muodostaa mineraalia, joka tekee niistä kovia ja kestäviä.
Loput, eli alle prosentti kehon kalsiumista, löytyy verestä, lihaksista ja muista kudoksista. Vaikka määrä kuulostaa mitättömältä, on tällä pienellä osuudella valtavan tärkeä tehtävä.
Kalsiumia tarvitaan nimittäin muun muassa lihasten supistumiseen, hermosolujen väliseen viestintään ja veren hyytymiseen. Ilman sitä sydänkään ei pystyisi lyömään normaalisti!
Jos ihminen ei saa ravinnosta riittävästi kalsiumia näiden elintärkeiden toimintojen ylläpitämiseen, kiskotaan sitä tarpeen mukaan luustosta. Pitkään jatkuessaan tämä voi heikentää luita ja lisätä osteoporoosin eli luukadon riskiä.
Luustomme toimii siis paitsi kehon tukirankana myös valtavana kalsiumvarastona.
4. Typpi 2,6 %
Ihmiskehon neljänneksi yleisin alkuaine on maapallon ilmakehän yleisin kaasu eli typpi. Hengitysilmastamme typpeä on noin 78 prosenttia. Ihmiskehon kokonaismassasta typpeä on sen sijaan noin 2,6 prosenttia, mikä tarkoittaa 70-kiloisella ihmisellä noin 1,8 kilogrammaa.
Vaikka hengitämme typpeä sisään jokaisella hengenvedolla, ei elimistömme pysty hyödyntämään sitä suoraan ilmasta. Suurin osa hengittämästämme typestä poistuukin keuhkoista uloshengityksen myötä. Tarvitsemamme typen saamme sen sijaan ravinnosta, erityisesti proteiineista.
Typpi on nimittäin olennainen osa aminohappoja, joista elimistömme rakentaa proteiineja. Niitä tarvitaan esimerkiksi lihasten, ihon ja monien muiden kudosten rakentamiseen ja korjaamiseen. Typpi on myös tärkeä osa perintöainestamme ja sen toimintaa ohjaavia nukleiinihappoja – DNA:ta ja RNA:ta. Ilman typpeä solut eivät voisi säilöä geneettistä informaatiota eivätkä kopioida sitä.
Ihmiskeho ei kuitenkaan pysty varastoimaan ylimääräistä typpeä sellaisenaan. Kun aminohappoja hajotetaan, muodostuu niiden sisältämästä typestä lopulta pääasiassa ureaa, joka poistuu elimistöstä virtsan mukana.
3. Vety 10 %
Vety on koko maailmankaikkeuden yleisin alkuaine, eikä siitä ole pulaa ihmiskehossakaan. Ihmiskehon kokonaismassasta noin 10 prosenttia on vetyä, mikä tarkoittaa 70-kiloisella kaverilla peräti seitsemää kilogrammaa.
Vaikka vety sijoittuu tällä listalla vasta kolmanneksi, on se todellisuudessa ihmiskehon yleisin alkuaine, jos lasketaan atomien lukumäärää eikä niiden massaa. Tämä johtuu siitä, että vetyatomit ovat huomattavasti kevyempiä kuin muiden alkuaineiden atomit. Jos laittaisimme kehomme kaikki atomit jonoon, yli 60 prosenttia niistä olisi vetyä! Painokisassa se kuitenkin häviää.
Suurin osa kehomme vedystä on sitoutuneena veteen. Jokainen vesimolekyyli koostuu kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista. Lisäksi vetyä löytyy muun muassa rasvoista, proteiineista ja DNA:sta. Vedyllä on tärkeä tehtävä myös elimistön energiantuotannossa, sillä solujemme voimalaitokset eli mitokondriot hyödyntävät vetyioneja tuottaessaan energiaa, jota tarvitsemme kaikkeen esseen kirjoittamisesta pyöräilemiseen.
Vaikka vety tunnetaan helposti syttyvänä kaasuna, ei kehossamme tietenkään ole seitsemää kiloa vetykaasua. Vety on sitoutunut muihin alkuaineisiin osaksi elimistömme lukemattomia yhdisteitä.
2. Hiili 23 %
Hiili on yhtä kuin elämä. Eikä ihmiskeho ole tietenkään poikkeus, sillä sen kokonaismassasta noin 23 prosenttia on hiiltä, mikä tarkoittaa 70-kiloisella ihmisellä peräti 16 kilogrammaa.
Hiilen asema kaiken tunnetun elämän peruspilarina johtuu sen kyvystä muodostaa neljä kemiallista sidosta. Tämän ominaisuuden ansiosta hiiliatomit voivat liittyä toisiinsa pitkiksi ketjuiksi, renkaiksi ja monimutkaisiksi rakenteiksi. Siksi hiiltä löytyykin lukemattomista elämälle välttämättömistä molekyyleistä, kuten proteiineista, rasvoista, hiilihydraateista ja DNA:sta.
Mutta tiesitkö, että kehossasi on samaa alkuainetta kuin timanteissa ja lyijykynän grafiitissa? Sekä maailman kallein jalokivi että halpa piirustusväline perustuvat samaan alkuaineeseen – niiden atomit ovat vain järjestäytyneet eri tavoin. Ihmiskehossa hiili puolestaan esiintyy pääasiassa erilaisiin yhdisteisiin sitoutuneena.
Hiili myös kiertää jatkuvasti elimistömme läpi. Saamme uutta hiiltä ravinnosta, ja solujen energiantuotannossa siitä syntyy hiilidioksidia, jonka puhallamme ulos.
Kun seuraavan kerran huokaiset syvään, voit siis ajatella päästäväsi ilmoille pienen osan siitä hiilestä, josta sinut on rakennettu!
1. Happi 61 %
Listan ylivoimainen ykkönen on happi, jota on ihmiskehon kokonaismassasta peräti 61 prosenttia! Se tarkoittaa, että 70-kiloisessa ihmisessä on noin 43 kilogrammaa happea.
Kuulostaa hassulta, sillä happihan tuo ensimmäisenä mieleen hengittämisen! Tästä huolimatta suurin osa kehomme hapesta ei suinkaan ole keuhkoissa tai verenkierrossa kulkevaa happikaasua. Se on sitoutuneena muihin alkuaineisiin, ennen kaikkea veteen.
Koska vesimolekyylin massasta lähes 89 prosenttia on happea ja aikuisen ihmiskehosta noin 50–60 prosenttia on vettä, ei hapen ykkössija lopulta sitten olekaan mikään jättiyllätys.
Mutta happea tarvitaan tietenkin myös siihen hengitykseen. Solumme käyttävät hengitysilmasta saatavaa happea energiantuotannossa, ja ilman sitä elintärkeät toiminnot alkavat häiriintyä jo muutamassa minuutissa.
Happi on siis ihmiselle tärkeä kahdella aivan erilaisella tavalla: se muodostaa suurimman osan kehomme massasta ja mahdollistaa solujemme energiantuotannon.
Lue myös: