Chemie des Menschen

Inhaltsverzeichnis zum Thema

• Der menschliche Körper – ein Wunderwerk
• Chemie im Blut
• Chemie des Sehens
• Mineralstoffe im Körper

Der menschliche Körper – ein Wunderwerk

Der menschliche Körper ist ein Wunderwerk, über lange Zeit von der Natur geformt. In ihm laufen sehr viele, sehr effektive, überlebenswichtige Reaktionen ab, viele davon mit Enzymen als Katalysatoren. Damit diese wichtigen Reaktionen ablaufen können, muss man dem Körper Nährstoffe durch eine ausgewogene Ernährung und genug Flüssigkeit zuführen. Auch benötigt er im gewissen Maße Sonnenlicht und natürlich Sauerstoff, um optimal zu funktionieren. Ausreichende Bewegung in Form von Sport hilft, die Funktionen des Körpers langfristig zu erhalten.

Chemie im Blut

Auch das menschliche Blut hat interessante chemische Eigenschaften: Ein durchschnittlicher Erwachsener besitzt ungefähr 5 bis 6 Liter Blut. Das Blut ist absolut überlebenswichtig für uns. Es erfüllt verschiedene Funktionen. Es besitzt eine Transportfunktion. Sauerstoff wird zu den Zellen hin transportiert und Stoffwechselprodukte, wie Kohlendioxid und Harnstoff, werden von dort abtransportiert. Das Blut braucht dazu einen konstanten pH-Wert, dieser wird durch Puffersysteme im Blut erhalten. Blut besteht hauptsächlich aus Wasser. In diesem sind viele Ionen und Gase gelöst. Blut enthält aber auch feste Bestandteile, das Hämatokrit. Dazu gehören unter anderem die roten (Erythrozyten) und die weißen Blutkörperchen (Leukozyten) sowie die Blutplättchen (Thrombozyten). Die flüssigen und gelösten Bestandteile bilden das Blutplasma. Eine sehr wichtige Aufgabe, nämlich den Transport von Sauerstoff, übernehmen die roten Blutkörperchen. Diese Erythrozyten enthalten den roten Blutfarbstoff Hämoglobin.

Hämoglobin ist chemisch betrachtet ein Komplex. In seiner Mitte sitzt das Zentral-Ion, das Eisen(II)-Ion $(Fe^{2+})$. Es ist umgeben von einem mehrzähnigen Liganden, einem Porphyrin-Rest. Dieser Komplex kann Sauerstoff und andere Gase reversibel an sich binden. Das heißt, Hämoglobin kann den Sauerstoff an sich binden und dann unter den richtigen Bedingungen wieder freigeben.

Chemie des Sehens

Was versteht man unter der Chemie des Sehens? Der wahrscheinlich wichtigste Sinn für uns Menschen ist der Sehsinn. Rund 80 % aller Umweltinformationen erhalten wir über diesen Sinn. Er ist der Sinn mit der größten Reichweite, da wir mitunter bis zum Horizont sehen können. Unsere anderen Sinne sind, was die Reichweite anbelangt, deutlich eingeschränkter. Unser Sehorgan ist das Auge.

Licht gelangt ins Auge durch die Hornhaut und die Linse. Die eigentliche Wahrnehmung findet auf der Netzhaut statt. Dort sitzen Stäbchen und Zapfen. Dort findet die Sinneswahrnehmung durch eine chemische Reaktion statt. Wichtig für den Sehvorgang ist Vitamin A. Dies ist die chemische Verbindung Retinol. Durch intramolekulare Umlagerungen wird daraus Z-Retinal, ein Aldehyd. Dieses reagiert dann zu Rhodopsin, einem Imin. Daraus bildet sich ein Isomer durch Lichteinfluss. Dieses Trans-Isomer ist in seiner Geometrie stark verändert. Dadurch wird ein Nervenimpuls ausgelöst. Dieser stellt die Sinnesempfindung Sehen dar.

Mineralstoffe im Körper

Mineralstoffe sind überlebenswichtig für den menschlichen Organismus. Unter Mineralstoffen versteht man Salze. Wichtig sind die darin enthaltenen Ionen. Salze bestehen immer aus positiven Kationen und negativen Anionen. Viele Salze sind wasserlöslich. So können sie gelöst im Wasser des Bluts überallhin im Körper transportiert werden. Es gibt sogenannte Mengenelemente, die in mittleren bis großen Mengen im Körper enthalten sind. Dazu gehören unter anderem Natrium-, Kalium-, Magnesium-, und Calcium-Ionen. Natrium-Ionen werden größtenteils über Kochsalz aufgenommen. Darum ist dieses Salz so wichtig für uns. Natrium-Ionen sind essentiell für die Nerventätigkeit. Calcium ist überaus wichtig für die Knochen und Zähne.

Spurenelemente sind nur in sehr kleinen Mengen im Körper enthalten. Dazu zählen unter anderem Eisen(II)-, Zink(II)- und Kupfer-Ionen. Zink-Ionen spielen im Immunsystem eine wichtige Rolle.