A Ciência de Fullmetal Alchemist: Ingredientes do corpo humano

Uma das minhas frases favoritas de Fullmetal Alchemist é a descrição de Edward Elric sobre a composição do corpo humano

"Água, 35 litros. Carbono, 20 kg. Amônia, 4 litros. Cal, 1,5 kg. Fósforo, 800 g. Sais, 250 g. Salitre, 100 g. Enxofre, 80 g. Flúor, 1,5 g. Ferro, 5 g. Silício, 3 g. E outros quinze elementos em pequenas quantidades. Todos esses elementos fazem um corpo humano adulto. Esses ingredientes podem ser comprados em um mercado com a mesada de uma criança. Seres humanos são tão baratos".

- Edward Elric


Mas o quanto será que esse discurso é verdade?
Nessa postagem vou falar sobre a composição química do corpo humano!

A soma das massas de todos os componentes listados dá mais de 62 kg (sem contar os 15 elementos não listados, que aumentam mais esse valor), o que faz sentido se considerarmos que é para um ser humano de tamanho médio.

Na frase de Edward há alguns componentes que não são exatamente elementos e sim substâncias feitas a partir deles. Aqui vai a minha ideia: Ed estava simplesmente fazendo uma lista de compras, não comentando quais substâncias estão no corpo humano e depois dizendo que elas podem ser comprados.

Água:

A água não é um elemento e sim uma substância formada por dois elementos, hidrogênio e oxigênio. Ed deve ter incluído água na lista porque, pelo menos até onde eu acho, seria impossível para ele comprar hidrogênio e oxigênio em suas formas puras para usar como ingrediente. Então um alquimista usaria a água como fonte desses elementos. O oxigênio é o elemento mais comum no corpo humano, ocupando 65% da composição humana, enquanto o hidrogênio é o terceiro, 10% do nosso corpo é composto dele.
Edward comenta que são necessários 35 litros de água, o que, pelas minhas contas, é o necessário para uma pessoa de pouco menos de 50 quilos, mas você verá que alguns outros componentes listados tem mais oxigênio e hidrogênio, então a água não é toda a fonte desses elementos, apenas da maioria.

Carbono:

O elemento fundamental para a vida como conhecemos. O carbono é como um bloco de Lego que permite o encaixe de outras peças de vários jeitos, por isso é possível formar diversos tipos de substâncias com ele. É o segundo elemento mais comum do corpo humano e está presente em todos os compostos orgânicos do corpo, como células, proteínas, carboidratos e muito mais. Praticamente todos os elementos mais a frente nessa postagem formam as substâncias listadas quando estão ligados ao carbono.

Amônia

Assim como a água, a amônia é uma substância. Ela é uma molécula composta de dois elementos, nitrogênio e hidrogênio. O hidrogênio já vimos ali em cima, então o foco agora é no nitrogênio. Ele é uma das principais ingredientes no DNA, que é onde estão guardadas as informações que dizem a todas as peças do nosso corpo como funcionar e o que fazer. Também está presente nos aminoácidos, moléculas que, quando se juntam, formam os vários tipos de proteínas.

Cal

Ed usa uma palavra que pode descrever uma mistura de compostos de cálcio, em especial o óxido de cálcio, que conhecemos como cal. Essa seria a principal fonte de cálcio na lista de materiais, e esse é um elemento essencial já que ele forma o esqueleto, os dentes e em pequenas quantidades em outras funções, como proteínas.

Fósforo: 

Tem várias aplicações em partes fundamentais do nosso corpo. Para começar, ele está presente no DNA, junto com o nitrogênio. Também está presente na composição das moléculas de ATP, as responsáveis por armazenar energia no nosso corpo. Faz parte das membranas que protegem as células e está nos compostos que formam nossos ossos e dentes. E essas são só as principais funções.

Sal

Acho que, nesse caso, o sal a qual ele se refere é o "sal de cozinha", o cloreto de sódio. Isso porque existe uma classe de substâncias que chamamos de "sal", apesar desse nome ser mais usado no cotidiano para se referir ao que usamos na cozinha. O cloreto de sódio é um sal formado pelos elementos cloro e sódio. O cloro não é tão essencial para o corpo, mas o sódio sim. Ele ajuda em várias funções no sangue, regulando pressão arterial, controlando o volume, o equilíbrio da troca de materiais e também no pH. Também está presente na bomba de sódio-potássio, que vou explicar no tópico seguinte.

Salitre

O termo original em inglês é "niter", que normalmente significa "salitre". Acontece que por muitos anos salitre era o nome dado a muitos nitratos, um tipo de sal formado principalmente por nitrogênio e oxigênio, mais algum outro elemento, como potássio ou sódio. Os nitratos, por si só, são mais usados na agricultura e, em excesso, podem até causar maus ao ser humano.

Se seguirmos a minha ideia de que ele só estava fazendo uma lista de compras, o salitre seria utilizado como uma fonte de potássio ou sódio. Esses dois elementos são importantes para uma coisa chamada bomba de sódio-potássio, que é um processo do corpo humano para movimentar outros elementos para as células.

Enxofre: 

Está presente nas pequenas moléculas de vitaminas e aminoácidos. É um elemento essencial para criar uma ponte ligando aminoácidos, para que assim eles formem as proteínas do nosso corpo. Uma dessas ligações mais curiosas é a ligação dissulfeto, onde o enxofre liga aminoácidos para formar, entre outras, a insulina (que ajuda a reduzir a quantidade de açúcar no nosso sangue). Essas ligações também estão no nosso cabelo e, quanto mais delas houver, mais crespo são os fios.

Flúor

Não existe um consenso se o flúor é essencial ou não ao corpo humano. A Organização Mundial da Saúde deixa em aberto, com um "talvez". Acontece que ele está presente em algumas estruturas do corpo, mas os pesquisadores ainda não sabem se ele seria essencial ali. Por exemplo, o flúor ajuda a deixar estruturas de cálcio mais resistentes, como dentes e ossos

Ferro: 

O ferro tem um papel muito importante no nosso corpo. Ele faz parte da hemoglobina, a proteína responsável por carregar o oxigênio pelo nosso sangue. A hemoglobina busca o oxigênio que respiramos e o carrega por todas as nossas artérias, distribuindo-o para as células. Se você já se machucou e tentou chupar o sangue, deve ter sentido um "gosto de ferrugem", é justamente por causa do ferro.

Silício

A importância do silício no corpo humano ainda é tema de pesquisa. Acredita-se que ele sirva para deixar algumas estruturas, como ossos, dentes, unhas e cabelos, mais resistentes.

Outros elementos:

Ed diz que há pelo menos outros 15 elementos no corpo humano. Tirando os já listados, podemos contabilizar até mais que isso, porém muitos deles não são essenciais ao corpo humano.

Alguns essenciais são: cobre (presente em algumas proteínas), lítio (presente em hormônios e vitaminas), manganês (presente em algumas enzimas) e o cobalto (presente, por exemplo, na vitamina B12).

E alguns exemplos de elementos que podem estar no nosso corpo, mas que não são essenciais: ouro, níquel e titânio, entre outros.

Podemos concluir que os elementos que Ed lista fornecem a matéria-prima para um ser humano, até aqui a ciência concorda. O resto fica com a parte fictícia.

Mas e quanto às quantidades? Preparei uma tabela no Excel para checar isso. 

Como a lista de compras tem unidades diferentes, algumas coisas estão em gramas e outras em litros, resolvi converter tudo para a unidade padrão de massa (ou seja, quilogramas). Converter a água é fácil, já que 1 litro de água pesa exatamente 1 kg. Já para a amônia é preciso usar sua densidade. Ela tem uma densidade de 0,73 kg/m³, ou seja, 1 litro de amônia pesa 0,73 kg. Com uma regra de três simples vemos que os 4 litros da lista são convertidos em 2,92 kg de amônia.

A soma de todos os compostos listados dá perto de 62 kg, então vou supor que essa será a massa da pessoa que será criada. Fui na Wikipédia [fonte] e procurei quais as frações de massa que cada elemento ocupa, lá você pode ver as fontes para os valores. Com isso construí uma segunda tabela pegando os 62 kg da pessoa e distribuindo essa levando em conta quanto cada elemento contribui.

Depois peguei os compostos da lista de compras e desmembrei nos elementos químicos que eles fornecem para saber quanto de cada temos.

Por exemplo: aquela quantidade de água nos fornece 3,85 kg de hidrogênio. Depois a amônia fornece mais 0,49 kg. Então temos pelo menos 4,34 kg de hidrogênio na mistura toda. Coloquei a quantidade total de cada elemento também na tabela.

Agora vamos analisar essa tabela. 

Como já disse, a coluna de fração de massa mostra quantos por cento cada elemento compõe na massa total do corpo. 0,65, por exemplo, significa 65% do total. Veja que no total dessa coluna ainda falta 0.007383 para atingirmos 1 (ou seja, 100%). Esse valor minúsculo é a quantidade de elementos que aparecem bem pouquinho, que vou considerar que estão nos "15 elementos a mais" da lista.

A coluna seguinte mostra a quantidade de massa que conseguimos obter com os materiais da lista do Ed. Novamente temos a falta de uma pequena quantidade para atingirmos os 62 kg que temos como objetivo, o que se deve aos elementos que faltam também.

A outra coluna é o quanto deveria ter de cada elemento para uma pessoa de 62 kg. Fiz essa conta tirando a porcentagem de cada elemento do valor total. Se o corpo é 10% de hidrogênio, então uma pessoa de 62 kg tem 6,2 kg só de hidrogênio em si. Esses serão os valores de comparação.

Por fim, temos a diferença. Aqui eu subtraí o quanto temos do quanto deveria ter. Se o número der positivo significa que o quanto deveria ter é maior, ou seja, faltou um pouco daquele elemento. Se for negativo, significa que sobrou material.

Como você pode ver apenas quatro elementos ficaram em falta: hidrogênio, oxigênio, enxofre e potássio. De oxigênio, inclusive, ficou faltando bastante: 8 kg! Eu até pensei que ele poderia obter esse oxigênio e hidrogênio que faltam lá dos outros elementos, afinal muita coisa não viria em forma pura e sim misturada. Muitos minerais, por exemplo, são encontrados misturados com oxigênio na natureza, como a tenorita, que é óxido de cobre. Mas isso talvez balance um pouco a massa total que queremos, o que modificaria os outros valores e pode bagunçar essas exatidões que tivemos até agora.

Quanto ao que sobrou eu não acho ruim, afinal é até uma garantia de que vai ter o necessário. E é uma reserva caso um pouco se perca no procedimento.

Tendo isso em conta eu diria que o saldo é positivo! Ed estava muito bem de acordo com a ciência!

Mais um ponto para a fidelidade de Fullmetal Alchemist!

Até a próxima postagem!