Існують різноманітні класифікації хімічних елементів, що містяться в організмі людини. Так В.І. Вернадський в залежності від середнього вмісту (масової частки.%) В живих організмах ділив елементи по декадної системі.
В даний час в літературі ультрамікроелементи об'єднані з мікроелементами в одну групу.
Уточнені дані вмісту хімічних елементів в організмі людини:
• масова частка () 10 і більше% - O (62%), C (21%), H (10%);
• масова частка () 1 - 10% - N (3%), Ca (2%), p (1%);
• масова частка () 0,01 - 1% - K (0,23%), S (0,16%), Cl (0,1%), Na (0,08%), Mg (0,027%), Fe (0,01%);
• масова частка () 10x (-3) - 10x (-2)% - Zn, Sr;
• масова частка () 10x (-4) - 10x (-3)% - Cu, Co, Br, Cs, Si;
• масова частка () 10x (-5) - 10x (-3)% - I;
• масова частка () 10x (-5) - 10x (-4)% - Mn, V, B, Cr, Al, Ba;
• масова частка () 10x (-6) - 10x (-3)% - Mo, Pb, Ti;
• масова частка () 10x (-7) - 10x (-4)% - Be, Ag;
• масова частка () 10x (-6) - 10x (-5)% - Ni, Ga, Ge, As, Hg, Bi;
• масова частка () 10x (-7) - 10x (-5)% - Se, Sb, U;
• масова частка () 10x (-7) - 10x (-6)% - Th;
• масова частка () 10x (-12) - 10x (-4)% - Ru.
В.В. Ковальський, виходячи із значущості для життєдіяльності, поділив хімічні елементи на 3 групи:
• Життєво необхідні (незамінні) елементи. Вони постійно утримуватися в організмі людини, входять до складу ферментів, гормонів і вітамінів: H, O, Ca, N, K, P, Na, S, Mg, Cl, C, I, Mn, Cu, Co, Fe, Zn, Mo, V. Їх дефіцит призводить до порушення нормальної життєдіяльності людини.
• Домішкові елементи. Ці елементи постійно утримуватися в організмі тварин і людини: Ga, Sb, Sr, Br, F, B, Be, Li, Si, Sn, Cs, Al, Ba, Ge, As, Rb, Pb, Ra, Bi, Cd, Cr, Ni, Ti, Ag, Th, Hg, U, Se. Біологічна роль їх мало з'ясована або невідома.
• Домішкові елементи (Sc, Tl, In, La, Pr, Sm, W, Re, Tb і ін.). Виявлено в організмі людини і тварин. Дані про кількість і біологічна роль не з'ясовані.
. Елементи, необхідні для побудови і життєдіяльності різних клітин і організмів, називають біогенними елементами.
Точно перерахувати всі біогенні елементи ще неможливо через складність визначення дуже низьких концентрацій мікроелементів і встановлення їх біологічних функцій. Для 24 елементів біогенного встановлена надійно. Це елементи 1-й і деякі елементи 2-ий груп по Ковальському.
Топографія найважливіших біогенних елементів в організмі людини
Органи людини по-різному концентрують в собі різні хімічні елементи, тобто мікро- і макроелементи нерівномірно розподіляються між різними органами і тканинами. Більшість мікроелементів накопичується в печінці, кісткової і м'язової тканини. Ці тканини є основним депо (запасником) для багатьох мікроелементів.
Мікроелементи можуть проявляти специфічну спорідненість по відношенню до деяких органам і міститися в них в високих концентраціях. Добре відомо, що цинк концентрується в підшлунковій залозі, йод - у щитовидній, фтор - в емалі зубів, алюміній. миш'як. ванадій накопичуються в волоссі і нігтях, кадмій. ртуть. молібден - в нирках, олово - в тканинах кишечника, стронцій - в пігментного сітківці ока, бром. марганець. хром - в гіпофізі і т.д.
В організмі мікроелементи можуть перебувати як у зв'язаному стані. так і у вигляді вільних іонних форм. Встановлено, що кремній, алюміній, мідь і титан в тканинах головного мозку знаходяться у вигляді комплексів з білками, тоді як марганець - в іонному вигляді.
Кисень і водень - макроелементи. Вони входять до складу води, якої в організмі дорослої людини в середньому міститься близько 65%. Вода нерівномірно розподілена по органам, тканинам і біологічних рідинах людини. Так в шлунковому соку, слині, плазмі крові, лімфі вода становить від 90 до 99,5%. У сечі, сірій речовині головного мозку, нирках - 80%. У білій речовині головного мозку, печінки, шкіри, спинному мозку, м'язах, легенях, серці - 70-80%. Найменше - 40% води міститься в скелеті.
Про зміст білків в різних тканинах і органах тварин і людини, а отже і про приблизний зміст елементів С, Н, N, S, P можна судити на підставі наступних даних:
• масова частка білка (%) в селезінці - 84;
• масова частка білка (%) в легенях - 82;
• масова частка білка (%) в м'язах - 80;
• масова частка білка (%) в нирках - 72;
• масова частка білка (%) в серце - 60;
• масова частка білка (%) в печінці - 57;
• масова частка білка (%) в головному мозку - 45;
• масова частка білка (%) в кишечнику - 63;
• масова частка білка (%) в шкірі - 63;
• масова частка білка (%) в кістках - 28;
• масова частка білка (%) в зубах - 24.
Як випливає з цих даних, максимальну кількість білків (приблизно 80%) міститься в селезінці, легенях, м'язах, мінімальне (приблизно 25%) - в кістках і зубах.
Кальцій переважно концентрується в кістковій тканині, а також і в зубної тканини. Натрій і хлор в основному містяться в позаклітинних рідинах, а калій і магній - АВО внутрішньоклітинних. У вигляді фторидів натрій і калій входять до складу кісткової і зубної тканини. Магній у вигляді фосфату Mg3 (PO4) 2 міститься в твердих тканинах зуба.
. Десять металів, життєво необхідних для організму, отримали назву «метали життя».
У тілі дорослої людини міститься близько 3 кг мінеральних солей, причому 5/6 цієї кількості (2,5 кг) припадає на частку кісткової тканини.
Деякі макроелементи (магній, кальцій) і більшість мікроелементів містяться в організмі у вигляді комплексів з біолігандами - амінокислотами, білками, нуклеїновими кислотами, гормонами, вітамінами і т.д. Так, іон Fe2 + в якості комплексоутворювача входить склад гемоглобіну, Co2 + - в вітамін В12, Mg2 + - в хлорофіл. Відомі численні біокомплекси і інших елементів (Cu, Zn, Mo та ін.), Які відіграють важливу біологічну роль в організмі.