Composición del cuerpo humano

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Casi el 99% de la masa del cuerpo humano está formada por seis elementos: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno, calcio y fósforo. Solo alrededor del 0,85% está compuesto por otros cinco elementos: potasio, azufre, sodio, cloro y magnesio. Los 11 elementos mencionados son necesarios para la vida. Los elementos restantes son oligoelementos, de los cuales más de una docena se consideran necesarios para la vida. La masa combinada de todos los oligoelementos (menos de 10 gramos en un cuerpo humano adulto) es inferior a la masa de magnesio, el menos abundante de los 11 elementos principales.^[2]

No todos los elementos que se encuentran en el cuerpo humano en cantidades traza desempeñan un papel biológico. Se cree que algunos son simples contaminantes sin función conocida (ejemplos: cesio, titanio), mientras que otros son tóxicos incluso en pequeñas cantidades (cadmio, mercurio, elementos radiactivos). Se debate la posible utilidad o toxicidad de algunos elementos en los niveles que normalmente se encuentran en el cuerpo (por ejemplo, el aluminio).^[3]

Existe evidencia de que el arsénico, un elemento normalmente considerado tóxico en cantidades más elevadas, es esencial en cantidades ultratraza para mamíferos como ratas, hámsteres y cabras.^[4] También se ha propuesto que elementos como el silicio, boro, níquel y vanadio son probablemente necesarios para los mamíferos, aunque en dosis muy pequeñas.^[5]

El bromo es utilizado abundantemente por algunos organismos inferiores, y de manera oportunista en los eosinófilos humanos. Un estudio reciente ha encontrado que el bromo es necesario para la síntesis de colágeno IV en humanos.^[6]

El flúor es utilizado por varias plantas para fabricar toxinas, pero en los humanos solo tiene un efecto tópico de endurecimiento del esmalte dental y no desempeña un papel biológico esencial.^[7]

Principales elementos que componen el cuerpo humano (incluyendo el agua)

	Elemento	Símbolo	% en masa	% atómico
	Oxígeno	O	65.0	24.0
	Carbono	C	18.5	12.0
	Hidrógeno	H	9.5	62.0
	Nitrógeno	N	3.2	1.1
	Calcio	Ca	1.5	0.22
	Fósforo	P	1.0	0.22
	Potasio	K	0.4	0.03
	Azufre	S	0.3	0.038
	Sodio	Na	0.2	0.037
	Cloro	Cl	0.2	0.024
	Magnesio	Mg	0.1	0.015
	Los oligoelementos incluyen boro (B), cromo (Cr), cobalto (Co), cobre (Cu), flúor (F), yodo (I), hierro (Fe), manganeso (Mn), molibdeno (Mo), selenio (Se), silicio (Si), estaño (Sn), vanadio (V) y zinc (Zn).		< 1.0	< 0.3

El cuerpo humano adulto promedio (70 kg) contiene aproximadamente 7 × 10²⁷ átomos y al menos trazas detectables de 60 elementos químicos.^[8] Se cree que alrededor de 29 de estos elementos desempeñan un papel activo y positivo en la salud humana.^[5]

Las cantidades relativas de cada elemento varían según el individuo, principalmente debido a las diferencias en la proporción de grasa, músculo y hueso. Las personas con mayor porcentaje de grasa tendrán una mayor proporción de carbono y una menor proporción de la mayoría de los otros elementos (excepto el hidrógeno, cuya proporción se mantiene aproximadamente constante).

El cuerpo humano adulto tiene un promedio de ~53% de agua.^[9] Este porcentaje varía sustancialmente por edad, sexo y adiposidad. En una muestra grande de adultos de todas las edades y ambos sexos, se encontró que la fracción de agua en peso era de 48 ± 6% para las mujeres y 58 ± 8% para los hombres.^[10] El agua es ~11% hidrógeno en masa, pero ~67% hidrógeno en porcentaje atómico. Debido al contenido de agua, el cuerpo humano contiene más oxígeno en masa que cualquier otro elemento, pero más hidrógeno en fracción atómica.

Los elementos listados como "Esenciales en humanos" son aquellos reconocidos por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU. (FDA) como nutrientes esenciales,^[11] así como seis elementos adicionales: oxígeno, carbono, hidrógeno, nitrógeno (componentes fundamentales de la vida), azufre (esencial para todas las células) y cobalto (componente de la vitamina B₁₂). Los elementos listados como "Posiblemente" o "Probablemente" esenciales son aquellos citados por el Consejo Nacional de Investigación de EE. UU. como beneficiosos para la salud.^[12]

Composición elemental detallada del cuerpo humano adulto (70 kg)

Número atómico	Elemento	Fracción en masa[13][14][15]	Masa (mg)[16]	Porcentaje atómico	Esencial en humanos[5]
8	Oxígeno	0.65	43 000 000	24.0	Sí (agua, aceptor de electrones)[17]
6	Carbono	0.18	16 000 000	12.0	Sí (compuestos orgánicos)[17]
1	Hidrógeno	0.10	7 000 000	62.0	Sí (agua, compuestos orgánicos)[17]
7	Nitrógeno	0.03	1 800 000	1.1	Sí (ADN, aminoácidos)[17]
20	Calcio	0.014	1 000 000	0.22	Sí (huesos, calmodulina)[17][18]
15	Fósforo	0.011	780 000	0.22	Sí (ADN, fosforilación)[17][18]
19	Potasio	0.0020	140 000	0.033	Sí (bomba Na+/K+-ATPasa)[17][18]
16	Azufre	0.0025	140 000	0.038	Sí (cisteína, metionina, biotina, tiamina)[17]
11	Sodio	0.0015	100 000	0.037	Sí (bomba Na+/K+-ATPasa)[18]
17	Cloro	0.0015	95 000	0.024	Sí (transporte de cloruro)[18]
12	Magnesio	0.0005	19 000	0.0070	Sí (unido a ATP)[18]
26	Hierro*	0.000060	4 200	0.00067	Sí (hemoglobina, citocromos)[18]
9	Flúor	0.000037	2 600	0.0012	Debatido (tópico, no esencial)[19]
30	Zinc	0.000032	2 300	0.00031	Sí (proteínas de dedo de zinc)[18]
14	Silicio	0.000020	1 000	0.0058	Posiblemente[12]
37	Rubidio	0.0000046	680	0.000033	No
38	Estroncio	0.0000046	320	0.000033	No
35	Bromo	0.0000029	260	0.000030	Sí (colágeno IV)[20]
82	Plomo	0.0000017	120	0.0000045	No (tóxico)
29	Cobre	0.0000010	72	0.0000104	Sí (cuproproteínas)[18]
13	Aluminio	0.00000087	60	0.000015	No
48	Cadmio	0.00000072	50	0.0000045	No (tóxico)
56	Bario	0.00000031	22	0.0000012	No
53	Yodo	0.00000016	20	0.00000075	Sí (hormonas tiroideas)[18]
22	Titanio	0.00000013	20	—	No
5	Boro	0.000000069	18	0.0000030	Probablemente[12]
34	Selenio	0.000000019	15	0.000000045	Sí[18]
28	Níquel	0.000000014	15	0.0000015	Probablemente[12]
24	Cromo	0.000000024	14	0.000000089	Sí[18]
25	Manganeso	0.000000017	12	0.0000015	Sí[18]
33	Arsénico	0.000000026	7	0.000000089	Posiblemente[4][12]
3	Litio	0.000000031	7	0.0000015	Sí (enzimas, hormonas)[21]
80	Mercurio	0.000000019	6	0.000000089	No (tóxico)
42	Molibdeno	0.000000013	5	0.000000045	Sí[18]
27	Cobalto	0.000000021	3	0.00000030	Sí (vitamina B12)[22]
23	Vanadio	0.000000026	0.11	0.000000012	Posiblemente (factor de crecimiento óseo)[12]

* Hierro: ≈ 3 g en hombres, ≈ 2.3 g en mujeres.

De los 94 elementos químicos naturales, 60 se encuentran en el cuerpo humano. De los 34 restantes, no se sabe con certeza cuántos están presentes.

La composición del cuerpo humano también puede expresarse en términos de los tipos de moléculas presentes:

• Agua (≈65% de la masa corporal)
• Proteínas (incluyendo las de cabello, tejido conectivo, enzimas, etc.)
• Lípidos (grasas)
• Hidroxiapatita (componente mineral de huesos y dientes)
• Carbohidratos (como glucógeno y glucosa)
• ADN
• Iones inorgánicos disueltos (sodio, potasio, cloruro, bicarbonato, fosfato)
• Gases disueltos (oxígeno, dióxido de carbono, óxido nítrico, hidrógeno, monóxido de carbono, acetaldehído, formaldehído, metanotiol)
• Muchas otras moléculas pequeñas: aminoácidos, ácidos grasos, nucleobases, nucleósidos, nucleótidos, vitaminas, cofactores
• Radicales libres (superóxido, hidroxilo, hidroperoxilo)

El contenido molecular estimado de una célula humana típica de 20 micrómetros es el siguiente:^[23]

Molécula	Porcentaje en masa	Masa molecular (Da)	Número de moléculas	Porcentaje molecular
Agua	65	18	1.74 × 1014	98.73
Otros compuestos inorgánicos	1.5	N/A	1.31 × 1012	0.74
Lípidos	12	N/A	8.4 × 1011	0.475
Otros compuestos orgánicos	0.4	N/A	7.7 × 1010	0.044
Proteínas	20	N/A	1.9 × 1010	0.011
ARN	1.0	N/A	5 × 107	3 × 10-5
ADN	0.1	1 × 1011	46*	3 × 10-11