صحة
نسبة النيتروجين في جسم الإنسان
النيتروجين و نسبته في جسم الإنسان
نظرا لأن أغلب مكونات الهواء هي النيتروجين، وأن الأكسجين هو العنصر الأكثر وجودا في جسم الإنسان، فإن غاز النيتروجين يشكل 3٪ من وزن الجسم ويتواجد في الرئتين، ومع ذلك، يتم امتصاص النيتروجين في الجسم بطرق مختلفة. يحصل الإنسان على النيتروجين اللازم من الطعام، ويعد هذا العنصر مكونا هاما للأحماض الأمينية التي تستخدم في بناء الببتيدات والبروتينات، كما أن النيتروجين يشكل مكونا رئيسيا للحمض النووي DNA و RNA، ولجميع الجزيئات الأخرى المشتقة من القواعد النيتروجينية في جسم الإنسان.
فوائد النيتروجين للجسم
- النيتروجين هو عنصر لا لون له ولا رائحة. يتواجد النيتروجين في التربة والماء والهواء الذي نتنفسه. في الواقع، يعتبر النيتروجين العنصر الأكثر وفرة في الغلاف الجوي للأرض، حيث يمثل حوالي 78٪ من الغلاف الجوي. يلعب النيتروجين دورا أساسيا في نمو النباتات، وفقر النيتروجين يؤدي إلى توقف نمو النباتات وتقليل إنتاج المحاصيل. ومع ذلك، يمكن أن يكون النيتروجين زائدا ضارا للنباتات. يعتبر النيتروجين أهمية بالغة لتأمين إمداداتنا الغذائية، ولكن يمكن أن يسبب النيتروجين الكثير من الأضرار للبيئة.
- التوازن الدقيق للمواد الكيمائية يحافظ على الحياة ، كما توازن النيتروجين في البيئة ليس اقل اهمية . عندما تفتقر النباتات إلى النيتروجين ، فإنها تتحول للون الا صفر ولاتنتج ثمارًا او تنتج أصغر. قد يضع المزارعون الأسمدة المحتوية على النيتروجين إلى المحاصيل لرفع نمو المحاصيل.
- النيتروجين هو عنصر رئيسي في الحمض النووي المعروف بـ DNA Deoxyribonucleic acid ، وهو مادة تتكاثر ذاتيا وتوجد في كل الكائنات الحية تقريبا كمكون أساسي للكروموسومات وناقل للمعلومات الوراثية. أما الـ RNARibonucleic acid فهو الحمض النووي المتوفر في جميع الخلايا الحية ويعمل كحامل للتعليمات من الحمض النووي، وهو أحد الجزيئات البيولوجية الرئيسية لكل الكائنات الحية. يقوم الحمض النووي بنقل المعلومات الجينية، وهذا يوضح كيفية تكوين أشكال الحياة. عندما لا تحصل النباتات على كمية كافية من النيتروجين، فإنها غير قادرة على إنتاج الأحماض الأمينية، وهي تلك المواد التي تحتوي على النيتروجين والهيدروجين وتشكل العديد من الخلايا والأنسجة الحية، مثل العضلات. ومن دون الأحماض الأمينية، لا يمكن للنباتات إنتاج البروتينات الخاصة التي تحتاجها الخلايا النباتية للنمو. وعند عدم توفر النيتروجين الكافي، يحدث تأثير سلبي على نمو النبات. ومع وجود المزيد من النيتروجين، يتوفر للنباتات كتلة حيوية زائدة أو مواد عضوية، مثل السيقان والأوراق، ولكنها غير مجهزة ببنية جذر كافية. وفي الحالات القصوى، يمكن للنباتات التي تحتوي على مستويات عالية جدا من النيتروجين الممتص من التربة أن تسمم حيوانات المزرعة التي تأكله.
مصادر النيتروجين في الطبيعة
- قصاصات وبواقي العشب: عند تحويل النفايات إلى سماد، تحتوي حوالي 3٪ من وزنها على النيتروجين .
- القهوة المطحونة: تحتوي القهوة المطحونة، سواء كانت طازجة أو نفايات، على نسبة نيتروجين تقدر بحوالي 5٪ من وزنها.
- السماد الطبيعي: نفايات وروث الأرانب والبقر والحصان والماعز والأغنام والدجاج غنية جدا بالنيتروجين، ويمكن أن تتراوح نسبة النيتروجين فيها من 4٪ إلى 9٪ من وزنها .
- بول الإنسان: يعتبر بول الإنسان مصدرا موثوقا للنيتروجين بنسبة تصل إلى حوالي 5% من وزن البول، كما يحتوي على معادن أخرى مفيدة لنمو النباتات.
ما هي دورة النيتروجين في الطبيعة
- يتم تحول غاز النيتروجين من الهواء إلى مركبات من النترات من خلال بكتيريا مثبتة للنيتروجين في التربة . كما ايضا يحول البرق لغاز النيتروجين إلى مركبات نترات. هذه العملية من صنع الإنسان حيث يتم تحول غاز النيتروجين إلى أمونيا التي تستخدم في تصنيع الأسمدة. يضع المزارعون الأسمدة مثل نترات الأمونيوم لدعم المحاصيل على النمو و رفع كمية الغلة.
- تتم عملية تحويل الأمونيا إلى نترات عن طريق البكتيريا الآزوتية في التربة.
- تقوم النباتات بامتصاص النترات من التربة لبناء البروتينات، ويمكن أن تؤكل النباتات من قبل الحيوانات وتستخدم ككتلة حيوية لإنتاج البروتين الحيواني.
- تقوم المحللات بتحليل الأجسام الحية الميتة والبول والبراز، وتعيد نتروجين الى التربة على شكل أمونيا، ويتم تحويل هذه الأمونيا إلى نترات عن طريق البكتيريا الآزوتية.
- في بعض الاحوال ، تقوم البكتيريا التي تنشأ على نزع النتروجين في التربة على تكسير النترات وإعادة النيتروجين إلى الهواء. هذا في العادة ما تكون في التربة الممتلئة بالمياه. يؤدي تحسن الصرف إلى تقليل هذا التأثير ، مما يؤدي بالتربة لخصوبة اكثر عن طريق الاحتفاظ بمزيد من النترات.
العناصر الكيميائية في جسم الإنسان واهميتها
تمثل الأكسجين 65٪ من كتلة جسم الإنسان، في حين تمثل النيتروجين 3٪ وما إلى ذلك. ويجب الإشارة إلى أن معظم المعادن النبيلة والغازات النبيلة غير موجودة بكميات كافية في الجسم، وفي كلا الحالتين تكون المجموعات غير فعالة إلى حد ما. والعناصر المشعة الاصطناعية مفقودة، ولكن تم العثور على بعض العناصر المشعة الطبيعية، مثل الراديوم والثوريوم واليورانيوم بكميات قليلة.
- الأكسجين: العنصر الأكثر وفرة في جسم الإنسان هو الماء الذي يشكل حوالي 60٪ من جسم الإنسان، ويتم العثور عليه بشكل رئيسي مرتبطا بالهيدروجين في شكل الماء. يلعب الماء دورا هاما في التمثيل الغذائي. ويعد الأكسجين عنصرا رئيسيا في عملية التنفس الخلوي الهوائي، ويوجد في جميع الفئات الأربعة الأساسية للجزيئات العضوية وهي: البروتينات والكربوهيدرات والدهون والأحماض النووية. كما أنه يعمل كمستقبل للإلكترون وعامل مؤكسد. وتتوفر كميات كبيرة من الأكسجين في الرئتين وداخل مجرى الدم.
- الكربون: هو ثاني أكثر العناصر وجودا في جسم الإنسان والعنصر الأساسي في الكيمياء العضوية. كل جزء عضوي في الجسم يحتوي على الكربون. يرتبط الكربون ليشكل سلاسلا وهياكل حلقية تعمل كأساس لجميع تفاعلات التمثيل الغذائي في الجسم. يتم طرد الكربون الموجود في ثاني أكسيد الكربون كنتيجة لعملية التنفس.
- الهيدروجين: يتم ربط معظم الهيدروجين في الجسم بالأكسجين لأنه يشكل الماء H2O، ويتواجد الهيدروجين مثل الكربون في كل جزء عضوي في الجسم، ويعمل الهيدروجين أيضا كبروتون أو أيون إيجابي
- الكالسيوم: يتواجد حوالي 99٪ من الكالسيوم في الجسم داخل العظام والأسنان، حيث يتم استخدامه في بناء مركبات هيكلية قوية، مثل الهيدروكسيابتيت. وعلى الرغم من أن العظام والأسنان تحتوي على معظم الكالسيوم الموجود في الجسم، إلا أن هذا ليس أهم وظيفة لهذا المعدن.
- البوتاسيوم: تتم العملية الكهربائية في الجسم بواسطة الأيونات، ومن بين هذه الأيونات، يعتبر البوتاسيوم أحد الكاتيونات الرئيسية. يستخدم البوتاسيوم كموصل عصبي ولتنظيم ضربات القلب. يحتاج كل خلية في الجسم إلى البوتاسيوم للعمل بشكل صحيح.
- الكبريت: تحتوي العديد من الأحماض الأمينية الهامة التي تستخدم في بناء البروتينات في الجسم على الكبريت، مثل البيوتين والمثيونين والثيامين والسيستين.
- الصوديوم: البوتاسيوم هو كاتيون رئيسي، وهذا العنصر مهم لنقل الأعصاب ووظيفة العضلات.
- الكلور: يحتوي الأنيون على وظيفة ناقل لإنزيم ATPase، والذي يستخدم لتوليد الطاقة للتفاعلات الكيميائية الحيوية. الكلور يستخدم في تصنيع حمض الهيدروكلوريك الموجود في المعدة ويساعد في هضم الطعام.
- المغنيسيوم: يرتبط المغنيسيوم بمركب ATP والنيوكليوتيدات، وهو كاتيون مساعد هام للتفاعلات الأنزيمية، كما يستخدم في بنية الأسنان والعظام الصحية.