मानव शरीर की संरचना

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मानव शरीर की संरचना का विश्लेषण विभिन्न तरीकों से किया जा सकता है। यह मौजूद रासायनिक तत्वों के संदर्भ में, या आणविक संरचना जैसे कि जल, प्रोटीन, वसा (या लिपिड), हाइड्रॉक्सीपैटाइट (हड्डियों में), कार्बोहाइड्रेट (जैसे ग्लाइकोजन और ग्लूकोज) और डीएनए के आधार पर किया जा सकता है। ऊतक के प्रकार के संदर्भ में, शरीर का विश्लेषण जल, वसा, संयोजी ऊतक, मांसपेशी, हड्डी आदि में किया जा सकता है। कोशिका के प्रकार के संदर्भ में, शरीर में सैकड़ों विभिन्न प्रकार की कोशिकाएं होती हैं, लेकिन विशेष रूप से, मानव शरीर में मौजूद कोशिकाओं की सबसे बड़ी संख्या (हालांकि कोशिका का सबसे बड़ा द्रव्यमान नहीं) मानव कोशिकाएं नहीं हैं, बल्कि सामान्य मानव जठरांत्र संबंधी मार्ग में रहने वाले बैक्टीरिया हैं।

तत्व

मानव शरीर जिन मुख्य तत्वों से बना है (जल सहित) उन्हें CHNOPS के रूप में संक्षेपित किया जा सकता है।
तत्व प्रतीक द्रव्यमान का प्रतिशत
 परमाणुओं का प्रतिशत
ऑक्सीजन O 65.0 24.0
कार्बन C 18.5 12.0
हाइड्रोजन H 9.5 62.0
नाइट्रोजन N 2.6 1.1
कैल्शियम Ca 1.3 0.22
फास्फोरस P 0.6 0.22
सल्फर S 0.3 0.038
पोटेशियम K 0.2 0.03
सोडियम Na 0.2 0.037
क्लोरीन Cl 0.2 0.024
मैग्नीशियम Mg 0.1 0.015
अन्य सभी < 0.1 < 0.3
औसत वयस्क मानव शरीर में तत्वों की द्रव्यमान के अनुसार सापेक्ष प्रचुरता का पार्ट्स-पर-मिलियन क्यूब, 1 ppm तक

मानव शरीर के द्रव्यमान का लगभग 99% हिस्सा छह तत्वों से बना है: ऑक्सीजन, कार्बन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, कैल्शियम और फास्फोरस। केवल लगभग 0.85% हिस्सा अन्य पांच तत्वों से बना है: पोटेशियम, सल्फर, सोडियम, क्लोरीन और मैग्नीशियम। ये सभी 11 तत्व जीवन के लिए आवश्यक हैं। शेष तत्व ट्रेस तत्व हैं, जिनमें से एक दर्जन से अधिक के बारे में अच्छे प्रमाणों के आधार पर माना जाता है कि वे जीवन के लिए आवश्यक हैं।[1] इन सभी ट्रेस तत्वों का कुल द्रव्यमान (मानव शरीर के लिए 10 ग्राम से कम) मैग्नीशियम के शरीर द्रव्यमान के बराबर भी नहीं है, जो कि 11 गैर-ट्रेस तत्वों में सबसे कम सामान्य है।

अन्य तत्व

मानव शरीर में ट्रेस मात्रा में पाए जाने वाले सभी तत्व जीवन में भूमिका नहीं निभाते हैं। इनमें से कुछ तत्वों को बिना किसी कार्य के सामान्य संदूषक माना जाता है (उदाहरण: सीज़ियम, टाइटेनियम), जबकि कई अन्य को मात्रा के आधार पर सक्रिय विषाक्त पदार्थ माना जाता है (कैडमियम, पारा, सीसा, रेडियोधर्मी पदार्थ)। मनुष्यों में, आर्सेनिक विषाक्त है, और खाद्य पदार्थों और आहार अनुपूरकों में इसके स्तर की बारीकी से निगरानी की जाती है ताकि इसके सेवन को कम या समाप्त किया जा सके।[2]

कुछ तत्व (सिलिकॉन, बोरॉन, निकल, वैनेडियम) शायद स्तनधारियों के लिए भी आवश्यक हैं, लेकिन बहुत कम मात्रा में। ब्रोमीन का उपयोग कुछ (हालांकि सभी नहीं) बैक्टीरिया, कवक, डायटम और समुद्री शैवाल द्वारा किया जाता है, और मनुष्यों में इओसिनोफिल में अवसरवादी रूप से किया जाता है। एक अध्ययन ने संकेत दिया है कि मनुष्यों में कोलेजन IV संश्लेषण के लिए ब्रोमीन आवश्यक है।[3] फ्लोरीन का उपयोग कई पौधों द्वारा विषाक्त पदार्थों के निर्माण के लिए किया जाता है, लेकिन मनुष्यों में इसका एकमात्र ज्ञात कार्य दांतों के इनेमल में एक स्थानीय सामयिक सख्त एजेंट के रूप में है।[4]

तत्व संरचना सूची

मुख्य लेख: mineral (nutrient)

औसत 70 kg वयस्क मानव शरीर में लगभग 7×10^27 परमाणु होते हैं और इसमें कम से कम 60 रासायनिक तत्वों के पता लगाने योग्य निशान होते हैं।[5] इनमें से लगभग 29 तत्वों के बारे में माना जाता है कि वे मनुष्यों में जीवन और स्वास्थ्य में सक्रिय सकारात्मक भूमिका निभाते हैं।[6]

प्रत्येक तत्व की सापेक्ष मात्रा व्यक्ति के अनुसार भिन्न होती है, मुख्य रूप से उनके शरीर में वसा, मांसपेशियों और हड्डियों के अनुपात में अंतर के कारण। अधिक वसा वाले व्यक्तियों में कार्बन का अनुपात अधिक होगा और अधिकांश अन्य तत्वों का अनुपात कम होगा (हाइड्रोजन का अनुपात लगभग समान होगा)। तालिका में दी गई संख्याएं विभिन्न संदर्भों द्वारा रिपोर्ट की गई विभिन्न संख्याओं का औसत हैं।

वयस्क मानव शरीर में औसतन ~53% जल होता है।[7] यह उम्र, लिंग और मोटापे के आधार पर काफी भिन्न होता है। सभी उम्र और दोनों लिंगों के वयस्कों के एक बड़े नमूने में, वजन के अनुसार जल का अंश महिलाओं के लिए 48 ±6% और पुरुषों के लिए 58 ±8% पाया गया।[8] जल द्रव्यमान के अनुसार ~11% हाइड्रोजन है लेकिन परमाणु प्रतिशत के अनुसार ~67% हाइड्रोजन है, और ये संख्याएं, जल में ऑक्सीजन के लिए पूरक % संख्याओं के साथ, समग्र द्रव्यमान और परमाणु संरचना के आंकड़ों में सबसे बड़े योगदानकर्ता हैं। जल की मात्रा के कारण, मानव शरीर में किसी भी अन्य तत्व की तुलना में द्रव्यमान के अनुसार अधिक ऑक्सीजन होती है, लेकिन किसी भी अन्य तत्व की तुलना में परमाणु-अंश के अनुसार अधिक हाइड्रोजन होती है।

नीचे "मनुष्यों में आवश्यक" के रूप में सूचीबद्ध तत्व वे हैं जिन्हें अमेरिकी खाद्य एवं औषधि प्रशासन (FDA) द्वारा आवश्यक पोषक तत्वों के रूप में सूचीबद्ध किया गया है,[9] साथ ही छह अतिरिक्त तत्व: ऑक्सीजन, कार्बन, हाइड्रोजन और नाइट्रोजन (पृथ्वी पर जीवन के मूलभूत निर्माण खंड), सल्फर (सभी कोशिकाओं के लिए आवश्यक) और कोबाल्ट (विटामिन B12 का एक आवश्यक घटक)। "संभवतः" या "शायद" आवश्यक के रूप में सूचीबद्ध तत्व वे हैं जिन्हें अमेरिकी राष्ट्रीय अनुसंधान परिषद द्वारा मानव स्वास्थ्य के लिए लाभकारी और संभवतः या शायद आवश्यक के रूप में उद्धृत किया गया है।[10]

परमाणु संख्या तत्व द्रव्यमान का अंश
[11][12][13][14][15]		 द्रव्यमान (kg)[16] परमाणु प्रतिशत मनुष्यों में आवश्यक[17] अधिकता के नकारात्मक प्रभाव समूह
8 ऑक्सीजन 0.65 45 26 हाँ (जैसे जल, इलेक्ट्रॉन स्वीकर्ता और डीएनए)[18] प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियां 16
6 कार्बन 0.18 13 9.5 हाँ[18] (कार्बनिक यौगिक) 14
1 हाइड्रोजन 0.10 7 63 हाँ[18] (जैसे जल और डीएनए) अम्लरक्तता 1
7 नाइट्रोजन 0.02–0.03 1.8 1.1 हाँ[18] (जैसे डीएनए और अमीनो एसिड) नाइट्रोजन नार्कोसिस 15
20 कैल्शियम 0.011–0.015 1.0 0.21 हाँ[18][19][20] (जैसे कैल्मोडुलिन और हड्डियों में हाइड्रॉक्सीपैटाइट) हाइपरकैल्सीमिया 2
15 फास्फोरस 5–7×10^-3 [21] 0.78 0.12 हाँ[18][19][20] (जैसे डीएनए, फास्फोलिपिड और फास्फोराइलेशन) हाइपरफॉस्फेटेमिया 15
19 पोटेशियम 1.5–2×10^-3[22] 0.14 0.029 हाँ[18][19] (जैसे Na+/K+-ATPase) हाइपरकलेमिया 1
16 सल्फर 2.5×10^-3 0.14 0.049 हाँ[18] (जैसे सिस्टीन, मेथियोनीन, बायोटिन, थायमिन) सल्फहीमोग्लोबिनेमिया 16
11 सोडियम 1.5×10^-3 0.10 0.041 हाँ[19] (जैसे Na+/K+-ATPase) हाइपरनेट्रेमिया 1
17 क्लोरीन 1.5×10^-3 0.095 0.027 हाँ[19][20] (जैसे Cl-transporting ATPase) हाइपरक्लोरेमिया 17
12 मैग्नीशियम 500×10^-6 0.019 < 0.01 हाँ[19][20] (जैसे ATP और अन्य न्यूक्लियोटाइड्स से जुड़ना) हाइपरमैग्नेसीमिया 2
26 आयरन* 60×10^-6 0.0042 < 0.01 हाँ[19][20] (जैसे हीमोग्लोबिन, साइटोक्रोम) आयरन ओवरलोड 8
9 फ्लोरीन 37×10^-6 0.0026 < 0.01 हाँ (AUS, NZ),[23] नहीं (US, EU),[24][25] शायद (WHO)[26] फ्लोरीन: अत्यधिक विषाक्त

फ्लोराइड: उच्च मात्रा में विषाक्त

17
30 जस्ता 32×10^-6 0.0023 < 0.01 हाँ[19][20] (जैसे जिंक फिंगर प्रोटीन) जस्ता विषाक्तता 12
14 सिलिकॉन 20×10^-6 0.0010 < 0.01 शायद[27] 14
31 गैलियम 4.9×10^-6 0.0007 < 0.01 नहीं गैलियम हैलाइड विषाक्तता[28] 13
37 रूबिडियम 4.6×10^-6 0.00068 < 0.01 नहीं 1
38 स्ट्रोंटियम 4.6×10^-6 0.00032 < 0.001 नहीं कैल्शियम प्रतिस्थापन 2
35 ब्रोमीन 2.9×10^-6 0.00026 < 0.001 शायद[29] ब्रोमिज़्म 17
82 सीसा 1.7×10^-6 0.00012 < 0.001 नहीं सीसा विषाक्तता 14
29 तांबा 1×10^-6 0.000072 < 0.001 हाँ[19][20] (जैसे तांबा प्रोटीन) तांबा विषाक्तता 11
13 एल्युमीनियम 870×10^-9 0.000060 < 0.001 नहीं एल्युमीनियम विषाक्तता 13
48 कैडमियम 720×10^-9 0.000050 < 0.001 नहीं कैडमियम विषाक्तता 12
58 सीरियम 570×10^-9 0.000040 < 0.001 नहीं
56 बेरियम 310×10^-9 0.000022 < 0.001 नहीं अधिक मात्रा में विषाक्त 2
50 टिन 240×10^-9 0.000020 < 0.001 शायद[1] 14
53 आयोडीन 160×10^-9 0.000020 < 0.001 हाँ[19][20] (जैसे थायरोक्सिन, ट्रायोडोथायरोनिन) आयोडीन-प्रेरित हाइपरथायरायडिज्म 17
22 टाइटेनियम 130×10^-9 0.000020 < 0.001 नहीं 4
5 बोरॉन 690×10^-9 0.000018 < 0.001 शायद[10][30] 13
34 सेलेनियम 190×10^-9 0.000015 < 0.001 हाँ[19][20] (जैसे सेलेनोसिस्टीन) सेलेनियम विषाक्तता 16
28 निकल 140×10^-9 0.000015 < 0.0001 शायद[1] निकल विषाक्तता 10
24 क्रोमियम 24×10^-9 0.000014 < 0.0001 शायद[1][19][20] 6
25 मैंगनीज 170×10^-9 0.000012 < 0.0001 हाँ[19][20] (जैसे Mn-SOD) मैंगनिज्म 7
33 आर्सेनिक 260×10^-9 0.000007 < 0.0001 शायद[1][2] आर्सेनिक विषाक्तता 15
3 लिथियम 31×10^-9 0.000007 < 0.0001 संभवतः (कई एंजाइमों, हार्मोन और विटामिन के कार्यों के साथ परस्पर संबंधित) लिथियम विषाक्तता 1
80 पारा 190×10^-9 0.000006 < 0.0001 नहीं पारा विषाक्तता 12
55 सीज़ियम 21×10^-9 0.000006 < 0.0001 नहीं 1
42 मोलिब्डेनम 130×10^-9 0.000005 < 0.0001 हाँ[19][20] (जैसे मोलिब्डेनम ऑक्सोट्रांसफेरेज़, ज़ैंथिन ऑक्सीडेज और सल्फाइट ऑक्सीडेज) 6
32 जर्मेनियम 5×10^-6 < 0.0001 नहीं 14
27 कोबाल्ट 21×10^-9 0.000003 < 0.0001 हाँ (जैसे कोबालामिन/विटामिन B12)[31][32] कोबाल्ट विषाक्तता 9
44 रुथेनियम 22×10^-9 0.000007 < 0.0001 नहीं [33] 8
51 एंटीमनी 110×10^-9 0.000002 < 0.0001 नहीं विषाक्त 15
47 चांदी 10×10^-9 0.000002 < 0.0001 नहीं 11
41 नायोबियम 1600×10^-9 0.0000015 < 0.0001 नहीं 5
40 ज़िरकोनियम 6×10^-9 0.000001 < 0.0001 नहीं 4
57 लैंथेनम 1370×10^-9 8×10^-7 < 0.0001 नहीं
52 टेल्यूरियम 120×10^-9 7×10^-7 < 0.0001 नहीं 16
39 यट्रियम 6×10^-7 < 0.0001 नहीं 3
83 बिस्मथ 5×10^-7 < 0.0001 नहीं 15
81 थैलियम 5×10^-7 < 0.0001 नहीं अत्यधिक विषाक्त 13
49 इंडियम 4×10^-7 < 0.0001 नहीं 13
79 सोना 3×10^-9 2×10^-7 < 0.0001 नहीं बिना कोटिंग वाले नैनोकण संभवतः जीनोटॉक्सिक[34][35][36] 11
21 स्कैंडियम 2×10^-7 < 0.0001 नहीं 3
73 टैंटलम 2×10^-7 < 0.0001 नहीं 5
23 वैनेडियम 260×10^-9 0.000020 < 0.0001 संभवतः (सुझाया गया ऑस्टियो-मेटाबॉलिज्म (हड्डी) विकास कारक) 5
90 थोरियम 1×10^-7 < 0.0001 नहीं विषाक्त, रेडियोधर्मी
92 यूरेनियम 1×10^-7 < 0.0001 नहीं विषाक्त, रेडियोधर्मी
62 समैरियम 5.0×10^-8 < 0.0001 नहीं
74 टंगस्टन 2.0×10^-8 < 0.0001 नहीं 6
4 बेरिलियम 3.6×10^-8 < 0.0001 नहीं अधिक मात्रा में विषाक्त 2
88 रेडियम 3×10^-14 < 0.0001 नहीं विषाक्त, रेडियोधर्मी 2
2 हीलियम 20.39×10^-21 2.4×10^-14 < 0.0001 नहीं अक्रिय गैस श्वासावरोध 18
10 नियॉन 8.5×10^-23 1×10^-14 < 0.0001 नहीं अक्रिय गैस श्वासावरोध 18
18 आर्गन 4.25×10^-23 0.5×10^-14 < 0.0001 नहीं अक्रिय गैस श्वासावरोध 18
36 क्रिप्टन 2.125×10^-23 0.25×10^-14 < 0.0001 नहीं अक्रिय गैस श्वासावरोध 18

*आयरन = ~3 g पुरुषों में, ~2.3 g महिलाओं में

94 प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रासायनिक तत्वों में से 76 ऊपर दी गई तालिका में सूचीबद्ध हैं। शेष 18 में से, यह ज्ञात नहीं है कि मानव शरीर में कितने पाए जाते हैं।

जीवन के लिए आवश्यक अधिकांश तत्व पृथ्वी की पपड़ी में अपेक्षाकृत सामान्य हैं। एल्युमीनियम, जो पृथ्वी की पपड़ी में (ऑक्सीजन और सिलिकॉन के बाद) तीसरा सबसे आम तत्व है, जीवित कोशिकाओं में कोई कार्य नहीं करता है, लेकिन बड़ी मात्रा में विषाक्त होता है। यह इसके भौतिक और रासायनिक रूपों, मात्रा, अवधि, संपर्क की आवृत्ति और मानव शरीर द्वारा इसे अवशोषित करने के तरीके पर निर्भर करता है।[37] ट्रांसफेरिन एल्युमीनियम को बांध सकते हैं।[38]

आवर्त सारणी

संरचना

मानव शरीर की संरचना को निम्नलिखित रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है:

एक सामान्य 20-माइक्रोमीटर मानव कोशिका की अनुमानित सामग्री इस प्रकार है:[39]

यौगिक का प्रकार द्रव्यमान का प्रतिशत आणविक भार (डाल्टन) यौगिक अणुओं का प्रतिशत
जल 65 18 1.74×10^14 98.73
अन्य अकार्बनिक पदार्थ 1.5 N/A 1.31×10^12 0.74
लिपिड 12 N/A 8.4×10^11 0.475
अन्य कार्बनिक पदार्थ 0.4 N/A 7.7×10^10 0.044
प्रोटीन 20 N/A 1.9×10^10 0.011
RNA 1.0 N/A 5×10^7 3×10^-5
DNA 0.1 1×10^11 46 3×10^-11

ऊतक

मानव शरीर के मुख्य कोशिकीय घटक[40][41][42]
कोशिका का प्रकार % द्रव्यमान % कोशिका संख्या
एरिथ्रोसाइट्स (लाल रक्त कोशिकाएं) 4.2 85.0
मांसपेशी कोशिकाएं 28.6 0.001
एडिपोसाइट्स (वसा कोशिकाएं) 18.6 0.2
अन्य कोशिकाएं 14.3 14.8
बाह्य कोशिकीय घटक 34.3 -

शरीर की संरचना को विभिन्न प्रकार की सामग्रियों के संदर्भ में भी व्यक्त किया जा सकता है, जैसे:

कोशिका प्रकार के अनुसार संरचना

मुख्य लेख: Human microbiome#Relative numbers

औसत स्वस्थ मानव शरीर पर या उसके अंदर बैक्टीरिया और अन्य सूक्ष्मजीवों की कई प्रजातियां रहती हैं। वास्तव में, संख्या के आधार पर मानव शरीर में मानव कोशिकाओं के लगभग बराबर ही सूक्ष्मजीव कोशिकाएं होती हैं।[40][43][44][45][46] (द्रव्यमान या आयतन के आधार पर बहुत कम)। इनमें से कुछ सहजीवी हमारे स्वास्थ्य के लिए आवश्यक हैं। जो न तो मनुष्यों की मदद करते हैं और न ही उन्हें नुकसान पहुंचाते हैं, उन्हें सहभोजी जीव कहा जाता है।

इन्हें भी देखें

संदर्भ

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स्रोत: अंग्रेज़ी विकिपीडिया के "Composition of the human body" लेख पर आधारित। मूल लेख: https://en.wikipedia.org/wiki/Composition_of_the_human_body यह लेख स्वचालित रूप से तैयार किया गया है।

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