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体組成はさまざまな方法で分析できます。これは、存在する化学元素、または分子構造（水、タンパク質、脂肪（または脂質）、ハイドロキシアパタイト（骨に含まれる）、炭水化物（グリコーゲンやグルコースなど）、DNA ）別に行うことができます。組織の種類に関しては、体は水、脂肪、結合組織、筋肉、骨などに分類されます。細胞の種類に関しては、体には何百もの異なる種類の細胞が含まれていますが、人体に含まれる細胞の最大数（最大細胞質量ではありませんが）は人間の細胞ではなく、通常の人間の消化管に生息する細菌です。
要素
人体の質量の約99%は、酸素、炭素、水素、窒素、カルシウム、リンの6つの元素で構成されています。残りの約0.85%のみが、カリウム、硫黄、ナトリウム、塩素、マグネシウムの5つの元素で構成されています。11種類すべてが生命に必要です。残りの元素は微量元素で、そのうち12種類以上が生命に必要であることが確かな証拠に基づいて考えられています。[1]微量元素の質量をすべて足しても（人体の場合10グラム未満）、11種類の非微量元素の中で最も少ないマグネシウムの質量には達しません。
その他の要素
人体に微量に存在する元素のすべてが生命に役割を果たしているわけではありません。これらの元素の中には、機能のない単純な一般的な汚染物質（例：セシウム、チタン）であると考えられているものもあれば、量に応じて活性毒素であると考えられるもの（カドミウム、水銀、鉛、放射性物質）もあります。人体ではヒ素は有毒であり、食品やサプリメント中のヒ素濃度は摂取量を減らすか排除するために厳密に監視されています。[2]
いくつかの元素（ケイ素、ホウ素、ニッケル、バナジウム）は哺乳類にもおそらく必要ですが、その量ははるかに少ないです。臭素は、一部の（すべてではないが）細菌、真菌、珪藻、海藻によって使用され、ヒトの好酸球では日和見的に使用されます。ある研究では、臭素はヒトのコラーゲンIVの合成に必要であると示されています。[3] フッ素は多くの植物で毒素の製造に使用されますが、ヒトでは歯のエナメル質の局所硬化剤としての機能が唯一知られています。[4]
元素組成リスト
平均体重70kg（150ポンド）の成人の体にはおよそ7 × 10 27個 の原子から成り、少なくとも60種類の化学元素が検出可能な痕跡量で含まれています。[5]これらの元素のうち約29種類が、人間の生命と健康に積極的な役割を果たしていると考えられています。[6]
各元素の相対量は、主に体内の脂肪、筋肉、骨の割合の違いにより、個人によって異なります。脂肪の多い人は炭素の割合が高く、他のほとんどの元素の割合が低くなります (水素の割合はほぼ同じです)。表の数字は、さまざまな参考文献で報告されたさまざまな数値の平均です。
成人の体の平均水分量は約53%です。[7]これは、年齢、性別、肥満度によって大きく異なります。あらゆる年齢と男女の成人の大規模なサンプルでは、重量に対する水分の割合の数値は、女性で48 ± 6%、男性で58 ± 8%であることがわかりました。[8]水は、質量で約11%が水素ですが、原子パーセントで約67%が水素であり、これらの数値は、水中の酸素の補足的なパーセント数値とともに、全体の質量と原子組成の数値に最も大きく貢献しています。水分含有量のため、人体は他のどの元素よりも質量で酸素を多く含みますが、原子パーセントで水素を多く含みます。
以下に「人間にとって必須」と記載されている元素は、米国食品医薬品局が必須栄養素として記載している元素であり、[9]他に酸素、炭素、水素、窒素（地球上の生命の基本的な構成要素）、硫黄（すべての細胞に必須）、コバルト（ビタミンB12の必須成分）の6つの元素が含まれます。「おそらく」または「おそらく」必須と記載されている元素は、米国国立研究評議会が人間の健康に有益であり、おそらく必須であると述べている元素です。[10]
*鉄分 = 男性で約3g 、女性で約2.3g
自然界に存在する 94 種類の化学元素のうち、61 種類が上の表に記載されています。残りの 33 種類のうち、どれだけが人体に存在するかはわかっていません。
生命に必要な元素のほとんどは、地殻に比較的よく存在する。地殻に3番目に多く存在する元素（酸素とケイ素に次ぐ）であるアルミニウムは、生体細胞内では何の機能も果たさないが、その物理的・化学的形態や量、曝露期間、頻度、人体への吸収方法に応じて、多量に存在すると有毒となる。[38]トランスフェリンはアルミニウムと結合することができる。[39]
周期表
構成
人体の構成は以下のように分類できます。
- 水
- タンパク質
- 脂肪（または脂質）
- 骨中のハイドロキシアパタイト
- グリコーゲンやブドウ糖などの炭水化物
- DNAとRNA
- ナトリウム、カリウム、塩化物、重炭酸塩、リン酸などの無機イオン
- ガスは主に酸素、二酸化炭素
- 多くの補因子。
典型的な20マイクロメートルのヒト細胞の内容物の推定値は次のとおりです。[46]
ティッシュ
体組成は、次のようなさまざまな種類の物質の観点から表現することもできます。
細胞タイプ別の構成
健康な人体の表面や内部には、多くの種類の細菌やその他の微生物が生息しています。実際、人体には、数で言えば人間の細胞とほぼ同じ数の微生物が存在します。 [47] [50] [51] [52] [53] (質量や体積で言えばはるかに少ない)。これらの共生生物の中には、私たちの健康に欠かせないものもあります。人間に役立たず、害も与えない共生生物は、常在生物と呼ばれます。
参照
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