Фосфор — биологическая роль

Обратно в Витамины и минералы

Обмен веществ

Баланс PH

Работа сердца

Рост и развитие

Иммунитет

Костные ткани

Центр. нервная система

Дневная норма потребления

	Мужчины	800	мг
	Мужчины старше 60 лет	800	мг
	Женщины	800	мг
	Женщины старше 60 лет	800	мг
	Беременные (2-я половина)	1000	мг
	Кормящие (1-6 мес.)	1000	мг
	Кормящие (7-12 мес.)	1000	мг
	Младенцы (0-3 мес.)	300	мг
	Младенцы (4-6 мес.)	400	мг
	Младенцы (7-12 мес.)	500	мг
	Дети (1-3 года)	700	мг
	Дети (3-7 лет)	800	мг
	Дети (7-11 лет)	1100	мг
	Мальчики (11-14 лет)	1200	мг
	Девочки (11-14 лет)	1200	мг
	Юноши (14-18 лет)	1200	мг
	Девушки (14-18 лет)	1200	мг

Фосфор относится к структурным (тканеобразующим) макроэлементам, его содержание в организме взрослого человека составляет около 700 г.
Большая часть фосфора (85-90%) находится в костях и зубах, остальное – в мягких тканях и жидкостях. Около 70% общего фосфора в плазме крови входит в органические фосфолипиды, около 30% — представлено неорганическими соединениями (10% соединения с белком, 5% комплексы с кальцием или магнием, остальное – анионы ортофосфата).

Биологическая роль фосфора

• фосфор входит в состав многих веществ организма (фосфолипиды, фосфопротеиды, нуклеотиды, коферменты, ферменты и пр.)
• фосфолипиды являются основным компонентом мембран всех клеток в организме человека
• в костях фосфор находится в виде гидроксилапатита, в зубах в виде фторапатит, выполняя структурную функцию
• остатки фосфорной кислоты входят в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов, а также в состав аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и креатинфосфата – важнейшие аккумуляторы и переносчики энергии
• остатки фосфорной кислоты входят в состав буферной системы крови, регулируя ее значение рН

Какие продукты содержат фосфор

Наиболее важными источниками фосфора являются продукты с высоким содержанием белка (мясо, молоко, яйца и злаковые – составляют 60% всего потребляемого фосфора, еще 20% это злаковые и бобовые; 10% – фрукты и соки, 7% — напитки). Также важным источником фосфора является рыба. Следует отметить, что усвояемость фосфора из зерновых продуктов невысока в связи с большим содержанием фитиновых соединений.

Дефицит фосфора

Причины дефицита фосфора

• период активного роста детей
• у женщин в период лактации (ежедневно с молоком выводится до 160 мг фосфора)
• недостаточное поступление с пищевыми продуктами (малое потребление белка)
• избыток соединений магния, кальция, алюминия
• различные хронические заболевания
• наркомания, алкоголизм
• болезни почек, щитовидной и паращитовидных желез
• искусственное вскармливание детей

Последствия дефицита фосфора

• снижение внимания, слабость, повышенная утомляемость
• остеопороз, боли в мышцах
• нарушения функции печени
• угнетение иммунитета, иммунодефицитные состояния
• дистрофические изменения в миокарде
• кровоизлияния на коже и слизистых оболочках

Избыток фосфора

Встречается редко — важно соблюдение оптимального соотношения фосфора с кальцием (1:1).
Чрезмерное количество фосфора особо опасно для детей в первые месяцы жизни, что может привести к нефропатии.

Причины избытка фосфора

• избыточное поступление фосфора (например, при чрезмерном потреблении белка)
• работа во вредных условиях труда

Последствия избытка фосфора

• отложение фосфора в различных тканях в виде фосфатов
• почечнокаменная болезнь
• патология печени
• расстройства желудочно-кишечного тракта
• кровотечения, кровоизлияния, анемия
• декальцинация костной ткани

Суточная потребность в фосфоре: 800 мг 

Обратно в Витамины и минералы

Биологическое значение фосфора

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 6

Соединения фосфора присутствуют в каждой клеточке тела и участвует практически во всех физиологических химических реакциях.

Значение фосфора

• фосфор входит в состав нуклеиновых кислот, которые принимают участие в процессах роста, деления клеток, хранения и использования генетической информации
• фосфор содержится в составе костей скелета (около 85% от общего количества фосфора организма)
• фосфор необходим для нормальной структуры зубов и десен
• обеспечивает правильную работу сердца и почек
• фосфор участвует в процессах накопления и освобождения энергии в клетках
• участвует в передаче нервных импульсов
• помогает обмену жиров и крахмалов.

Неорганический элемент фосфор, Р, находится в организме человека в виде соединений фосфора — неорганических фосфатов и липидов или нуклеотидов.

Содержание фосфора в организме регулирует паратгормон, кальцитонин и витамин Д.

Фосфор и продукты питания

В организм человека фосфор Р поступает с пищей. Фосфор содержится в следующих продуктах питания: в рыбе, мясе, птице, неочищенных зернах, яйцах, орехах, семечках.

Для правильного функционирования фосфора важно достаточное количество кальция и витамина D в организме. Соотношение Са (кальция) и фосфора (Р) должно быть два к одному. Переизбыток железа, алюминия и магния делает влияние фосфора неэффективным.

Норма фосфора в крови

Возраст	Норма фосфора, ммоль/л
До 2 лет	1,45 -2,16
2 года — 12 лет	1,45 — 1,78
12 — 60 лет	0,87 — 1,45
Женщины старше 60 лет	0,90 — 1,32
Мужчины старше 60 лет	0,74 — 1,2

Рекомендуемая Дневная Норма Потребления (РНП) фосфора у взрослых — 800 — 1.200 мг. Беременные и кормящие женщины должны увеличивать суточную норму фосфора, поскольку для этого периода характерен физиологический недостаток фосфора в организме.

Определение фосфора в биохимическом анализе крови— необходимый этап диагностикизаболеваний костей, почек, паращитовидных желез.

Избыток фосфора в крови, или гиперфосфатемия, может вызвать следующие процессы:

• разрушение костной ткани (опухоли, лейкоз, саркоидоз)
• избыток витамина Д
• заживление переломов костей
• снижение функции паращитовидных желез (гипопаратиреоз)
• острая и хроническая почечная недостаточность
• остеопороз
• ацидоз
• цирроз.

Обычно фосфор выше нормы вследствие приема противоопухолевых средств, при этом происходит высвобождение фосфатов в кровь.

Недостаток фосфора необходимо регулярно восполнять, употребляя в пищу содержащие фосфор продукты.

Значительное снижение уровня фосфора в крови — гипофосфатемия — симптом следующих заболеваний:

• недостаток гормона роста
• дефицит витамина D(рахит)
• пародонтоз
• нарушение всасывания фосфора, тяжелый понос, рвота
• гиперкальциемия
• повышенная функция паращитовидных желез (гиперпаратиреоз)
• подагра
• гиперинсулинемия (при лечении сахарного диабета).

Фолиевая кислота.

Фолиевая кислота (Folic Acid, фолацин) — водорастворимый витамин группы В.

Для чего нужна фолиевая кислота в организме человека?

• фолиевая кислота необходима для нормального кроветворения

• вместе с витамином В12 фолиевая кислота необходима для деления клеток, что особенно важно для тканей, которые активно делятся и дифференцируются
• фолацин способствует усвоению, транспорту и распаду белков, способствует соединению белковой группы и гема в гемоглобине и миоглобине
• стимулирует пластические и регенераторные процессы во всех органах и тканях
• фолиевая кислота необходима для усвоения сахара и аминокислот
• важна для образования нуклеиновых кислот (РНК и ДНК), участвующих в передаче наследственных признаков
• фолацин предупреждает развитие атеросклероза, обладает анальгетическим действием
• улучшает выделение молока
• назначение фолиевой кислоты — и защита от кишечных паразитов и пищевых отравлений
• фолиевая кислота обеспечивает здоровый вид кожи, улучшает аппетит
• действует как профилактическое средство от язвенного стоматита.

Норма фолиевой кислоты в сыворотке крови — 3 — 17 нг/мл.

Рекомендуемая Дневная Норма Потребления (РНП) — суточная доза фолиевой кислоты для взрослых — 400 мкг. Во время беременности суточная норма фолиевой кислоты у женщин удваивается до 800 мкг.

Источник фолиевой кислоты — микрофлора кишечника.

Фолиевая кислота содержится в большом количестве в листьях зеленых растений. Отсюда этот витамин, фолиевая кислота, и получил свое название от латинского слова «фолиум» — лист.

Продукты фолиевой кислоты: темно-зеленые овощи с листьями (шпинат, салат-латук, спаржа), морковь, дрожжи, печень, яичный желток, сыр, дыня, абрикосы, тыква, авокадо, бобы, цельная пшеничная и темная ржаная мука. Прием фолиевой кислоты с продуктами может быть нейтрализован при одновременном приеме эстрогенов и при тепловой обработке (варке) продуктов.

Норма фолиевой кислоты в сыворотке крови, ее уровень, зависит от поступления фолиевой кислоты с пищей, употребления продуктов, содержащих фолиевую кислоту. Запасы фолиевой кислоты содержатся в организме — в печени, эритроцитах и лейкоцитах. Но дозировка фолиевой кислоты в этих органах невелика. Вследствие этого дефицит фолиевой кислоты может возникнуть уже через месяц после прекращения поступления фолиевой кислоты с продуктами питания. Уже через 4 месяца недостаток дозы фолиевой кислоты приводит к развитию В12-фолиево дефицитной анемииили мегалобластной анемии: развивается нарушение образования эритроцитов в костном мозге (так называемых мегалобластов). Это нарушение приводит к выходу в кровь гигантских незрелых эритроцитов и снижению гемоглобина в крови.

Кроме того, и для женщин и для мужичин фолиевая кислота в недостаточном содержании- признак серьезных нарушений:

• недостаточное питание
• нарушение всасывания фолиевой кислоты (резекция желудка и кишечника)
• дефицит витамина В12
• алкоголизм
• лихорадка
• гемолитическая анемия
• злокачественные опухоли
• гипертиреозу детей
• заболевания печени
• анорексия.

Уровень фолиевой кислоты в сыворотке крови снижают медицинские препараты (аспирин, бисептол, противосудорожные средства, эстрогены, контрацептивы и др.).

Повышение фолиевой кислоты происходит при вегетарианской диете, заболеваниях тонкого кишечника.

Беременность и фолиевая кислота

Дефицит фолиевой кислоты — самый распространенный гиповитаминоз среди беременных, новорожденных и детей раннего возраста. При чем недостаток фолиевой кислоты передается от матери к плоду или новорожденному ребенку вследствие недостаточного содержания фолиевой кислоты при беременности в организме матери и нехватки фолиевой кислоты в молоке.

Недостаточная фолиевая кислота во время беременности в организме матери может привести различным негативным последствиям:

• невынашивание беременности
• частичная или полная отслойка плаценты
• спонтанный аборт и рождение мертвого ребенка
• врожденные пороки у плода
• задержка умственного развития.

При недостатке фолиевой кислоты беременные женщины также расплачиваются различными недомоганиями:

• токсикоз
• депрессия
• боли в ногах
• анемия.

Для сохранения беременности, здоровья матери и рождения здорового ребенка врачи назначают прием фолиевой кислоты в таблетках при планировании беременности и в течение срока вынашивания. Но принимать фолиевую кислоту нужно строго в дозировке фолиевой кислоты, назначенной Вам врачом. Передозировка фолиевой кислоты не менее опасна для здоровья, чем недостаток.

Фракции остаточного азота

Низкомолекулярные азотистые вещества представлены, главным образом, продуктами обмена белков и нуклеиновых кислот. Эти вещества остаются в надосадочной жидкости или фильтрате после осаждения крупномолекулярных белков и составляют остаточный азот крови. Основными фракциями остаточного азота являются мочевина(примерно 50%), аминокислоты(около 25%), креатини креатинин(7,5%), полипептиды, нуклеотидыи азотистые основания (5%), мочевая кислота (4%), аммиаки индикан(0,5%).

Увеличение фракций остаточного азота (азотемия) по своему характеру может быть абсолютным, связанным с действительным накоплением азотистых компонентов в крови, и относительным, связанным с дегидратацией. В свою очередь, абсолютная азотемия может быть ретенционная (почечного происхождения) и продукционная. Ретенционная возникает в результате задержки выведения и различается на азотемии почечного происхождения (заболевания клубочков — нефриты, туберкулез почек, нефросклероз и т.д.) и внепочечного происхождения. Внепочечные в свою очередь подразделяются на надпочечные (результат нарушений гемодинамики и падения фильтрационного давления при сердечно‑сосудистой недостаточности, снижении артериального давления) и подпочечные (при гипертрофии или аденоме простаты, почечнокаменной болезни). Продукционная азотемия выявляется при всех состояниях, связанных с увеличением распада белка, от ретенционной ее отличает повышение содержания аминокислот в крови, а также одновременное накопление азотистых компонентов в крови и моче.

 

• Низкомолекулярные азотистые вещества
• Креатинин
• Мочевая кислота
• Мочевина
• Индикан

Креатинин.

Креатинин — конечный продукт обмена белков. Креатинин образуется в печени и затем выделяется в кровь. Креатинин участвует в энергетическом обмене мышечной и других тканей. Из организма креатинин выводится почкамис мочой, поэтому креатинин — важный показатель деятельности почек.

Содержание креатинина в крови зависит от объема мышечной массы, поэтому, для мужчин норма креатинина, как правило, выше, чем у женщин. Так как объем мышечной ткани быстро не меняется, уровень креатинина в крови — величина достаточно постоянная.

Норма креатинина в крови женщины: 53—97 мкмоль/л, мужчины— 62—115 мкмоль/л. Длядетей до 1 годанормальный уровень креатинина — 18—35 мкмоль/л, от года до 14 лет — 27—62 мкмоль/л.

Определение креатинина используется в диагностике состояния почек и скелетных мышц.

Повышение креатинина — симптом острой и хронической почечной недостаточности, лучевой болезни, гипертиреоза. Уровень креатинина возрастает после приема некоторых медицинский препаратов, при обезвоживании организма, после механических, операционных поражений мышц. Также повышенный креатинин возможен в крови человека, в чьем рационе преобладает мясная пища.

Анализ креатинина может показать снижение креатинина в крови, которое происходит при голодании, вегетарианской диете, снижении мышечной массы, в I и II триместре беременности, после приема кортикостероидов.

Мочевая кислота.

Мочевая кислота выводит избыток азота из организма человека. Мочевая кислота синтезируется в печени и в виде соли натрия содержится в плазме крови.

За выведение мочевой кислоты из крови человека отвечают почки. При нарушении деятельности почек, происходит нарушение обмена мочевой кислоты. Как следствие — накопление в крови солей натрия, уровень мочевой кислоты растет, вызывая разнообразные повреждения органов и тканей.

Норма мочевой кислоты для детей до 14 лет — 120 — 320 мкмоль/л, для взрослых женщин — 150 — 350 мкмоль/л. Для взрослых мужчин норма уровня мочевой кислоты — 210 — 420 мкмоль/л.

Причины повышения мочевой кислоты

Повышение мочевой кислоты или гиперурикемия — основной симптом первичной и вторичной подагры.

В диагностике подагры анализ мочевой кислоты имеет важное значение. Поскольку первичная подагра может протекать бессимптомно, проявляясь только в повышении уровня мочевой кислоты. Вторичная подагра может быть вызвана нарушениями в работе почек, злокачественными образованиями, разрушениями тканей или голоданием. Первичная подагра развивается на фоне замедления вывода мочевой кислоты из организма или при преизбыточном синтезе мочевой кислоты. Кристаллы мочевой кислоты могут откладываться в суставах, подкожной клетчатке, почках. В результате развивается подагра, хронический артрит.

Гиперурикемия вследствие вторичной подагры наблюдается при таких заболеваниях, как:

• лейкоз, лимфома
• анемия, вызванная дефицитом витамина В12
• некоторые острые инфекции (пневмония, скарлатина, туберкулез)
• заболевания печени и желчных путей
• сахарный диабет
• хроническая экзема
• псориаз
• крапивница
• заболевания почек
• токсикоз у беременных
• ацидоз
• вторичная «подагра алкоголика» (острое алкогольное отравление).

Уровень мочевой кислоты в крови повышается после физической нагрузки, приема алкоголя и при длительном голодании. Рост содержания мочевой кислоты может быть у людей, чья пища богата жирами и углеводами.

Снижение уровня мочевой кислоты (гипоурикемия) наблюдается при:

• болезнь Вильсона-Коновалова
• синдром Фанкони
• диета, бедная нуклеиновыми кислотами

На понижение или повышение мочевой кислоты может оказать влияние прием некоторых медицинский препаратов (диуретиков и др.).

Мочевина

Мочевина — активное вещество, основной продукт распада белков. Мочевина вырабатывается печенью из аммиака и участвует в процессе концентрирования мочи.

В процессе синтеза мочевины обезвреживается аммиак — очень ядовитое вещество для человека. Из организма мочевина выводится почками. Соответственно если из крови мочевина выводится плохо, то это означает нарушение выделительной функции почек.

Норма мочевины у детей до 14 лет — 1,8–6,4 ммоль/л, у взрослых — 2,5–6,4 ммоль/л. У людей старше 60 лет норма мочевины в крови — 2,9–7,5 ммоль/л.

Повышенная мочевина в крови человека — симптом серьезных нарушений в организме:

• заболевания почек (гломерулонефрит, пиелонефрит, туберкулез почек)
• сердечная недостаточность
• нарушение оттока мочи (опухоль мочевого пузыря, аденома простаты, камни в мочевом пузыре)
• лейкоз, злокачественные опухоли
• сильные кровотечения
• кишечная непроходимость
• шок, лихорадочное состояние
• ожоги
• непроходимость мочевыводящих путей
• острый инфаркт миокарда.

Повышение мочевины происходит после физической нагрузки, вследствие приема андрогенов, глюкокортикоидов.

Анализ мочевины в крови покажет снижение уровня мочевины при таких нарушениях работы печени, как гепатит, цирроз, печеночная кома. Снижение мочевины в крови происходит при беременности, отравлении фосфором или мышьяком.

Концентрация мочевины в крови человека может зависеть от его питания. При употреблении белковой пищи (мясо, рыба, яйца, молочные продукты) анализ мочевины покажет ее рост в крови. При употреблении растительной пищи — анализ покажет снижение уровня мочевины.

 

Индикан

Индикан представляет собой калиевую или натриевую соль индоксилсерной кислоты, образующейся в печени при обезвреживании индола.Индол появляется в кишечнике при гниении белков из аминокислоты триптофана. Кроме индоксилсерной кислоты в печени образуется и индоксил­глюкуроновая кислота. Оба производных индола водорастворимы и удаляются с мочой.

 

Пять фракций белков

Плазма крови человека в норме содержит более 100 видов белков. Примерно 90% всего белка крови составляют альбумины, иммуноглобулины, липопротеины, фибриноген, трансферрин; другие белки присутствуют в плазме в небольших количествах.

Синтез белков плазмы крови осуществляют:

• печень – полностью синтезирует фибриноген и альбумины крови, большую часть α- и β-глобулинов,
• клетки ретикулоэндотелиальной системы (РЭС) костного мозга и лимфатических узлов – часть β-глобулинов и γ-глобулины (иммуноглобулины).

Существует довольно много различных методов разделения белков в зависимости от их некоторых качеств. Наиболее распространенным методом фракционирования белков крови является электрофорез..

Электрофорез белков

Ацетатцеллюлозная пленка, гель, специальная бумага (носитель) помещается на рамку, при этом противоположные края носителя свисают в кюветы с буферным раствором. На линию старта наносится сыворотка крови. Метод заключается в движении заряженых молекул белка по поверхности носителя под влиянием электрического поля. Молекулы с наибольшим отрицательным зарядом и наименьшим размером, т.е. альбумины, двигаются быстрее остальных. Наиболее крупные и нейтральные (γ-глобулины) оказываются последними.

На ход электрофореза влияет подвижность разделяемых веществ, находящаяся в зависимости от ряда факторов: заряд белков, величина электрического поля, состав растворителя (буферной смеси), тип носителя (бумага, пленка, гель).

Общий вид электрофореза

Количество выделяемых фракций определяется условиями проведения электрофореза. При электрофорезе на бумаге и пленках ацетата целлюлозы в клинико-диагностических лабораториях выделяют 5 фракций (альбумины, α₁-, α₂-, β- и γ-глобулины), в то время как в полиакриламидном геле – до 20 и более фракций. При использовании более совершенных методов (радиальная иммунодиффузия, иммуноэлектрофорез и других) в составе глобулиновых фракций выявляются многочисленные индивидуальные белки.

Рекомендуемые страницы:

Биологическая роль фосфора в жизни растений

Фосфор является обязательной составной частью живой клетки растений, он входит в состав нуклеиновых кислот, которые участвуют в таких важных процессах жизнедеятельности растительных организмов, как синтез белков и передача наследственных свойств. В свою очередь, нуклеиновые кислоты образуют в растительных организмах комплексы с белками, так называемые нуклеопротеиды, участвующие в построении клеточных ядер. Фосфор содержится также в веществах, определяющих направление и скорость биохимических процессов в растениях, — в витаминах, гормонах, ферментах.

Как показали исследования последнего времени, особенно велика роль фосфора в процессах дыхания растений и синтеза углеводов — крахмала, сахаров.

Кроме того, фосфор входит в состав других органических соединений, имеющих большое значение в жизни растений: фосфатидов, фитина, сахарофосфатов и др.

Фосфатиды — вещества, сходные с жирами, но отличающиеся от них наличием фосфора и азота. Фосфатиды являются частью протоплазмы и играют важную роль в процессах проникновения и обмена веществ в клетках растений. Больше всего их находится обычно в зародышах семян растений. В семенах пшеницы фосфатидов в среднем содержится 0,6–0,7 %, в семенах гороха 1,1–1,3 и в семенах люпина синего около 2,2 %.

Фитин, представляющий собой кальциево-магниевую соль инозитфосфорной кислоты, является запасным веществом в семенах растений. Содержание его довольно значительно и составляет, например, в семенах льна 1,6 %, подсолнечника 2,0 %. При прорастании семян фитин разлагается, при этом образуются более простые соединения фосфорной кислоты, используемые проростками и молодыми растениями для питания.

В последние годы установлена большая роль фосфора в накоплении энергии, за счет которой осуществляются многие важнейшие процессы в растительном организме. Считают, что энергия света, необходимая для синтеза органического вещества в растениях, предварительно накапливается в сложном органическом соединении — аденозинтрифосфорной кислоте. В состав этой кислоты входят три остатка молекул фосфорной кислоты, последовательно соединенных так называемыми макроэргическими связями, то есть связями, несущими большой запас энергии.

В процессах биохимического обмена веществ остатки фосфорной кислоты могут с помощью ферментов отщепляться от аденозинтрифосфорной кислоты и переноситься на другие соединения вместе с энергией, которую они несут.

Неорганические соединения фосфора имеются во всех частях растений — стеблях, листьях, цветках, корнях и семенах. Количество неорганических фосфатов может сильно изменяться в зависимости от степени обеспеченности растений фосфором и от фазы развития растений. Накопление неорганического фосфора в стеблях растений — один из признаков достаточной обеспеченности растений фосфорной пищей. Неорганические соединения фосфора могут накапливаться в растениях в виде солей калия, кальция и магния. Они служат запасными фосфорсодержащими веществами и используются по мере надобности на построение органических соединений, в виде которых обычно и находится большая часть фосфора в растении.

Регулируя уровень фосфатного питания растений, можно в определенной мере управлять темпами их роста и развития и, что часто не менее важно, изменять качество урожая. Участие фосфора в углеводном обмене растений позволяет с помощью фосфорных удобрений воздействовать на повышение содержания сахара в корнях сахарной свеклы, крахмала в клубнях картофеля и т. д.

Элементы пищи растений, в том числе и фосфор, могут поглощаться не только через корни, но и через листья. При внекорневом питании фосфаты быстро передвигаются в другие части растений, включая и корни. С помощью метода меченых атомов было установлено, что часть поступившего в растения фосфора вновь выделяется через корни.

Большая часть растений в первый период жизни обладает слабой способностью усваивать труднорастворимые фосфаты. Поступление фосфора в достаточном количестве с момента прорастания семян усиливает рост корневой системы, вследствие чего резко возрастает способность растений обеспечивать себя питательными веществами и влагой из почвы. Растения быстрее развиваются, а усвоенная ими фосфорная кислота используется более продуктивно, так как большая часть ее при этом направляется на образование репродуктивных органов. Обильное питание растений фосфором значительно ускоряет образование зерна и существенно изменяет соотношение между соломой и зерном у злаков в пользу последнего.

На долю фосфора приходятся обычно десятые доли процента от веса сухих растений. Наиболее богаты им семена растений, в стеблях и листьях фосфора значительно меньше. В то время как количество фосфора в репродуктивных органах довольно постоянно, в стеблях и листьях оно может изменяться в весьма широких пределах в зависимости от условий питания растений.

По данным американских авторов, в период полной спелости кукурузы фосфора в различных органах растения было (в процентах от его общего количества в урожае): в зерне 52,3; листьях 28,6; стеблях 10,5; обертках початков 4,4 и корнях 4,2. Недостаток фосфора в питании растений резко сказывается на образовании репродуктивных органов. При остром фосфорном голодании растений приостанавливается также рост стеблей и листьев.

Рассмотрим признаки фосфорного голодания у отдельных культур. У кукурузы недостаток фосфора часто проявляется вскоре после появления всходов. При этом замедляется рост, затем нижние темно-зеленые листья окрашиваются в фиолетовый цвет сначала с краев, а потом и по всей поверхности верхней и нижней стороны листа. При резком голодании фиолетовая окраска переходит на все листья, а ткани с верхушек и краев их отмирают и становятся коричневыми. У озимой ржи и пшеницы при остром фосфорном голодании верхушки нижних листьев приобретают красную и красно-фиолетовую окраску. Эти признаки могут проявляться уже в фазе трех листьев, кущение в этом случае проходит слабо или отсутствует. У овса при резком голодании листья окрашиваются в фиолетовый цвет, засыхают и спирально скручиваются. Чаще всего признаки фосфорного голодания проявляются во время выбрасывания метелки и позднее, стебли при этом приобретают красную и пурпурную окраску. Листья сахарной свеклы при фосфорном голодании становятся мелкими, тусклыми, с голубоватым оттенком. Края нижних листьев отмирают и приобретают темно — коричневый и черный цвет, почернение захватывает и жилки листьев. При недостатке фосфора у картофеля сильно ослабляется рост ботвы, листья становятся темно-зелеными и отходят от стебля под острым углом. Ботва и листья до самой уборки сохраняют темно — зеленый цвет, фазы бутонизации и цветения обычно задерживаются на 3–5 дней. Стебли помидоров при сильном голодании тонкие и жесткие, нижняя сторона листьев имеет красновато — фиолетовую окраску, которую позднее приобретают черешки и стебли. Цветение растений запаздывает, плоды образуются мелкие. Признаки умеренного недостатка фосфора можно заметить и в период плодоношения. В этом случае фиолетовый оттенок появляется на жилках и нижней поверхности листьев; плоды созревают плохо. У хлопчатника при сильном недостатке фосфора в ранние периоды роста листья бывают темно — зелеными и мелкими, а все растение имеет карликовый вид. Развитие хлопчатника сильно задерживается, резко снижается способность к плодообразованию, коробочки имеют небольшой размер и содержат щуплые семена. Листья подсыхают, почти не изменяя окраски. Если фосфора не хватает во второй половине вегетации, цветение проходит нормально, но созревание коробочек задерживается.

Кроме метода диагностики питания растений по их внешнему виду (визуальная диагностика), в настоящее время довольно широко распространены химические методы диагностики. Наиболее быстро потребность растений в определенных элементах питания можно установить, используя метод анализа растений на их свежих срезах или в капле сока, полученного из черешка, стебля или других частей растения. При этих способах анализа растения дают ответ на вопрос о содержании минеральных форм питательных веществ. По их содержанию в растении можно судить о ходе усвоения из почвы и удобрений определенных элементов пищи, что при недостатке какого-либо элемента позволяет активно вмешиваться в процессы питания растительных организмов.

Чтобы определить содержание фосфора, получают отпечаток среза растения на фильтровальной бумаге диаметром 2 см, предварительно пропитанной раствором молибдата аммония (5 г молибденовокислого аммония растворяют в 100 мл воды и добавляют 35 мл азотной кислоты с удельным весом 1,2) и высушенной. В тех случаях, когда растение не сочное, например соломина злаковых, рекомендуется нанести каплю раствора молибдата аммония на срезанный конец. Срез растения прижимают к центру кружка фильтровальной бумаги и после просыхания отпечатка на бумагу наносят сначала каплю раствора бензидина (0,5 г бензидина растворяют в 10 мл концентрированной уксусной кислоты и разбавляют водой до 100 мл), а после повторного высыхания — каплю насыщенного раствора уксуснокислого натрия.

После проведения этих операций на участках бумаги, где из растения была выделена фосфорная кислота, появляется синяя окраска. При аккуратном выполнении указанной методики можно установить концентрацию неорганических фосфатов в сосудах, тканях и клетках на срезанной части растения.

Возможен и другой вариант анализа: срез придавливают стеклянной палочкой к фильтровальной бумаге, а затем отодвигают и наносят реактивы отдельно на срез и на бумагу. В этом случае окраска может получиться более яркой, но без локализации ее соответственно тканям среза.

Интенсивность полученной синей окраски сравнивают со специально отпечатанной шкалой (оценка в баллах) или со шкалой образцовых растворов, приготавливаемой на месте с использованием в качестве источника фосфора КН₂РО₄ (оценка по содержанию Р₂О₅ в мг на 1 л раствора).

К. П. Магницкий предложил «полевую лабораторию» — прибор, позволяющий упрощенно устанавливать содержание минеральных форм основных элементов питания в соке растений. Определение основано на способности содержащихся в соке растений минеральных веществ давать с некоторыми реактивами цветные растворы или осадки, интенсивность окраски которых сравнивают со шкалой цветных пятен, прилагаемой к прибору (оценка в баллах), или со шкалой образцовых растворов (оценка по содержанию элемента в мг на 1 кг сока).

При анализе на фосфор полученные при помощи ручного пресса капли сока помещают в пробирку или на специальные капельные пластинки. Затем сок разбавляют (на каплю сока три капли воды).

Таблица 1

Расчет результатов анализа на содержание фосфора при сравнении со шкалой стандартных растворов или с бумажной шкалой цветных пятен

Балл	Соответствует содержанию фосфора (в мг на 1 кг сока)	Содержание элемента
1	16	Очень небольшое
2	40	Небольшое
3	80	Умеренное
4	160	Большое

 

После этого к соку растений добавляют две капли раствора молибденовокислого аммония (1 г молибденовокислого аммония растворяют при нагревании в 20 л воды, после остывания раствора добавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и 160 мл воды) и помешивают оловянной палочкой в течение 10–20 секунд до установления устойчивой окраски. Полученную окраску исследуемого сока сравнивают с окраской шкалы образцовых растворов или с окраской цветной бумажной шкалы (табл.1).

 

Литература:

 

1.                   Магницкий К. П. «Как определить по внешнему виду растений их потребность в удобрениях». Издательство «Знание», — М.: — 1957.

2.                   Петербургский Д. Н. «Корневое питание растений». Россельхозиздат, М.: — 1962.

3.                   Церлинг В. В. «Диагностика питания растений по их химическому составу». М.: — 1960.

Фосфор биологическая роль — Справочник химика 21

    Соединения фосфора играют важную роль в биологических системах. Этот элемент входит, например, в состав фосфатных групп молекул РНК и ДНК, ответственных за биосинтез белков и передачу наследственной информации. Он входит также в состав молекул аденозинтрифосфата (АТФ), при помощи которых запасается энергия в биологических клетках  [c.326]
    Какова роль фосфора в биологических процессах  [c.75]

    Какова биологическая роль фосфора  [c.301]

    Для поддержания жизни, как показано в настоящее время, существенное значение имеют около 20 элементов, хотя живая ткань часто содержит в следовых количествах все элементы, находящиеся в окружающей среде. Основные элементы живых систем — это водород, углерод, азот и кислород (2—60 ат. %). Установлено, что из всех элементов, присутствующих в следовых количествах (0,02—0,1 ат. %), фосфор, сера, хлор, натрий, калий, магний и кальций необходимы для поддержания процессов жизнедеятельности. Некоторые из элементов, присутствующих в сверхмалых количествах (менее 0,001 ат. %), также относятся к числу необходимых. Это марганец, железо и медь. Весьма вероятно, что ванадий, кобальт, молибден, бор и кремний также имеют общее биологическое значение, однако показать, что тот или иной элемент, присутствующий в сверхмалых количествах, биологически необходим, часто весьма трудно. В отдельных случаях биологическая роль элемента для растений и животных может быть установлена по тем последствиям, которые вызывает его отсутствие в почве. Так, отсутствие меди в почве некоторых районов Австралии вызвало нарушения в нервной системе овец и привело к заболеванию их анемией и к выпадению шерсти. Утверждалось также, что недостаток в почве бора приводит к аномалиям в развитии свеклы и сельдерея и к ухудшению качества [c.7]

    Азот, фосфор и мышьяк играют большую роль в биологических процессах, поэтому рассмотрены более подробно. [c.223]

    Органические и минеральные азотные удобрения обогащают почву азотом и зольными элементами и значительно усиливают процессы минерализации в ней. С органическими удобрениями вносится не только органическое вещество, стимулирующее жизнедеятельность микроорганизмов, но и разнообразная микрофлора (например, с навозом), ускоряющая разложение органического вещества почвы. Минеральные удобрения повышают интенсивность биологических процессов в почве, так как являются источником питания микробов азотом, фосфором, калием, кальцием и другими элементами. В круговороте азота в земледелии процессы нитрификации наряду с положительным значением играют и отрицательную роль, так как нитраты могут не только накопляться в почве, но вследствие своей подвижности и вымываться из нее. [c.179]

    Фосфор необходим для образования костной ткани, где он находится главным образом в форме Саз(Р04)г. Соединения фосфора, например креатинфосфат, по-видимому, имеют значение для процессов сокращения мышц и углеводного обмена. Фосфаты играют также важную роль в регулировании pH крови. Небольшие количества фосфора часто определяют в сыворотке крови, в тканях и других биологических объектах. [c.9]

    Как важнейшая составная часть этих наиболее сложных органических веществ фосфор играет в жизненном процессе совершенно исключительную роль. Биологическое значение органических фосфорных соединений и их химическое строение были уже рассмотрены. Часть неорганического фосфата, циркулирующего в теле, связана с белками плазмы и в этой форме осмотически неактивна. [c.390]

    Следовательно, в растениях фосфор входит в состав многих органических биологически важных веществ, без которых невозможна жизнедеятельность организмов. Но этим роль фосфора не исчерпывается. Для осуществления [c.232]

    Биологическое поглощение играет особенно большую роль в превращении нитратных соединений азота и нитратных форм азотных удобрений в почве. Легкорастворимые соли азотной кислоты, не усвоенные растениями, удерживаются в почве и предохраняются от вымывания главным образом благодаря усвоению их микроорганизмами, так как ни физически, ни физико-химически, ни химически они не поглощаются в почве. Биологическое поглощение азота, фосфора, серы и других питательных веществ микробами — [c.101]

    ФОСФАТШЛАК МАРТЕНОВСКИЙ, фосфорное удобрение отход мартеновского способа получения стали из богатых фосфором чугунов. Не раств. в воде. Содержит не манее 10% PiOs, а также Fe, Mg, Мп я нек-рые др. элементы. Нейтрализует почву. Примея. как местное осн. удобрение с высоким эффектом на почвах нечерноземной зоны, а также па выщелоченных и оподзоленных черноземах. ФОСФАТЫ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ, соли фосфорных к-т. Подобно к-там, различают ортофосфаты, молекулы к-рых содержат один атомР в изолиров. тетраэдре РО4, н конденсированные Ф. н., молекулы к-рых содержат два (.пирофосфаты) и более атомов Р, образующих связи Р—О—Р в результате соединения тетраэдров POi через атомы О (см. Полифосфаты и Ультрафосфаты). Ф. н. играют важную роль в энергетике всех живых организмов (напр., АТФ), а также в синтезе мн. биологически активных в-в (нуклеиновых к-т и др.). [c.627]

    Основная масса фосфора микробных клет

Биологическая роль фосфора и азота в организме

Любой организм, начиная от мелких бактерий и заканчивая млекопитающими, состоит из химических соединений. В нашем теле можно найти практически всю таблицу Менделеева, что говорит о важности многих химических элементов. Здесь мы поговорим о значении фосфора и азота.

Биологическая роль фосфора и его соединений

Все элементы играют важную роль в поддержании гомеостаза организма. То же касается и фосфора, которому отведена далеко не последняя роль. Какова биологическая роль фосфора и где он встречается чаще всего?

В природе фосфор находится только в виде соединений. Суточная норма элемента составляет 1600 мг для обычного среднестатистического человека. Фосфор входит в состав таких молекул, как АТФ (аденозинтрифосфат), нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК), фосфолипиды мембраны.

Биологическая роль фосфора в организме связана с поддержанием строения кости. Гидроксиапатит, в состав которого входит остаток фосфорной кислоты, является важной неорганической составляющей костной ткани. Также это вещество содержит ионы кальция, которые поддерживают прочность скелета.

Фосфолипиды мембраны – это основа всего наружного комплекса. Билипидный слой диктует такие свойства ЦПМ, как пластичность, самозамыкаемость, транспорт веществ. Фосфолипиды отвечают за некоторые типы пассивного транспорта через мембрану. Также в толще ЦПМ находятся интегральные и полуинтегральные белки.

Нуклеиновые кислоты – это основа генетической информации. Эти молекулы состоят из простейших мономеров нуклеотидов, в состав которых входят фосфорные остатки. Они играют важнейшую роль в образовании фосфодиэфирных связей молекул ДНК и РНК, без которых первичная структура была бы невозможна.

Биологическая роль фосфора сопряжена с запасанием энергии в клетке. С этим связан синтез АТФ, молекула которой содержит три остатка фосфорной кислоты. Они соединяются между собой посредством макроэргических связей, в которых и запасается энергия. АТФ синтезируется в митохондриях у животных, а также в хлоропластах растений, что делает данные органеллы энергетическими станциями клетки. Если отщепляется один остаток фосфорной кислоты, молекула называется АДФ (аденозиндифосфат), а если отщепляются два остатка, то АТФ превращается в АМФ (аденозинмонофосфат).

Биологическая роль фосфора сопряжена с работой нервной и мышечной систем. Этот химический элемент является важной составляющей некоторых ферментов, которые необходимы для протекания реакций в клетке.

Недостаток и избыток фосфора

Содержание фосфора в организме должно быть постоянным и держаться в определенном диапазоне. Если происходит увеличение концентрации элемента, развиваются некоторые заболевания. Среди них заболевания почек, аддисонова болезнь, сахарный диабет, акромегалия.

Уменьшение количества фосфора приводит к развитию высокой активности паращитовидных желез, а также ряда других заболеваний.

Биологическая роль фосфора заключается и в поддержании постоянной среды крови. Буферная система должна содержать остатки фосфорной кислоты, поэтому концентрация элемента должна поддерживаться независимо от обстоятельств. Доказано, что при недостатке фосфора организм забирает его из клеток мягких тканей. При этом его концентрация в крови всегда постоянна или изменяется в узком диапазоне. И лишь при потере 40% всего фосфора в организме, кровь теряет только 10% от своей общей массы.

Азот и его функции в организме

Основная роль азота – построение белков и аминокислот. Эти молекулы должны содержать аминогруппу, в состав которой и входит этот химический элемент. Белки выполняют огромное количество функций. Например, они входят в состав мембран клетки и органелл, помогают транспортировать молекулы других веществ, выполняют сигнальную функцию, катализируют в виде ферментов все биохимические реакции.

Аминокислоты являются мономерами белков. В свободном состоянии они также могут выполнять некоторые функции. Также аминокислоты являются предшественниками таких гормонов, как адреналин, норадреналин, трийодтиронин и тироксин.

Азот оказывает большое влияние на работу сердечнососудистой системы. Он поддерживает эластичность сосудов, артериальное давление. Оксид азота NO является одним из нейромедиаторов в аксонах клеток нервной системы.

Заключение

Биологическая роль азота и фосфора заключается в поддержании многих жизненно необходимых процессов организма. Эти элементы образуют важные органические молекулы, такие как белки, нуклеиновые кислоты или некоторые группы липидов. Если азот регулирует гемодинамику, то фосфор отвечает за синтез энергии и является структурным элементом костной ткани.

Фосфор в организме человека

Фосфор (phosphorus) — это один из самых распространенных химических элементов на нашей планете. Фосфор составляет 0,08 — 0,09 % от массы Земной коры.

Фосфор играет важную биологическую роль и служит строительным материалом для многих клеток живых организмов. В растительном мире он содержится во всех растениях. Наибольшая концентрация наблюдается в плодах и семенах растений.

В животном мире, фосфор входит в состав белков и многих жизненно важных органических соединений, включая ферменты, нуклеиновые кислоты и так далее. Фосфор содержится в тканях и органах живых организмов, но наибольшее его количество содержится в костной ткани и зубной эмали.

В организме человека в среднем содержится от 500 до 750 грамм фосфора, при этом 90% (фосфат кальция) сконцентрировано в костной ткани. В сочетании с кальцием, фосфор образует минеральные структуры, которые обеспечивают прочность костной ткани и зубной эмали. Фосфор играет важную роль в формировании мышечной ткани и тканей головного мозга, и входит в их состав в качестве строительного материала.

Одна из важных функций фосфора — это его участие в энергетических процессах, протекающих в организме человека.

В тканях живого организма и пищевых продуктах, фосфор содержится в виде фосфорной кислоты и органических соединений фосфорной кислоты (фосфатов).

---

Участие фосфора в биологических процессах организма

Фосфор не только входит в состав живых клеток в виде строительного материала, он еще принимает участие во многих жизненно важных биологических процессах, протекающих в организме человека:

• Деление клеток. Фосфор участвует в процессах деления живых клеток и их роста. Он входит в состав нуклеиновых кислот, а также структуру мембран клеток в виде фосфолипидов и фосфопротеинов.
• Синтез энергии. Фосфор принимает участие в формировании и транспортировки молекул аденозин трифосфата (ATФ), запасающих энергию в нашем организме.
• Обмен веществ. Фосфор принимает участие в метаболизме и продуцирование углеводов и белков.
• ЦНС. Фосфор участвует в биологических процессах, обеспечивающих передачу электрических импульсов по волокнам нервов и тканям головного мозга.
• Баланс фосфора и кальция. Фосфор и кальций тесно взаимодействуют в организме человека и участвуют в формировании одних и тех же биологических структур. В организме человека, с помощью гормонов паращитовидной железы, поддерживается определенный баланс между содержанием фосфора и кальция в тканях и органах. Этот баланс составляет — 2 к 1, две части кальция на одну часть фосфора.
• Другие функции. Фосфор находится во взаимодействии со многими ферментами, активирует работу витамина D и витаминов группы B. 

---

Фосфор в продуктах питания

Норма фосфора в сутки – 800 мг, максимально допустимое количество потребления — 1600 мг.

Биодоступность (способность усваиваться организмом) фосфора, поступающего с продуктами питания, не более 70%. Только фосфор рыбы всасывается в кишечнике фактически полностью.

Фосфор содержится в продуктах:

• молоко, молочные продукты (сыры)
• мясо, субпродукты (говяжья печень), птица, яйца
• рыба, икра осетровых
• хлеб, овсяная и гречневая крупы
• орехи грецкие, семечки
• овощи, зелень (тыква, петрушка, капуста, шпинат, чеснок, морковь).

---

Недостаток фосфора в организме человека

Причины недостатка фосфора:

• нарушения обмена фосфора
• неудовлетворительное количество поступления макроэлемента в организм (низкое количество потребления белка)
• избыточный уровень в организме соединений магния, кальция, бария, алюминия
• чрезмерное потребление синтетических напитков (газированных и пр.)
• продолжительные хронические болезни
• отравления, наркозависимость, алкоголизм
• патологии щитовидной железы, околощитовидных желез
• болезни почек
• вскармливание грудного ребенка искусственными смесями

Симптомы недостатка фосфора:

• общая слабость, утрата аппетита, истощение
• боли в мышцах и костях
• снижается сопротивляемость к инфекциям, простудным заболеваниями; 
• уменьшается синтез белка печенью
• появляются дистрофические изменения миокарда, геморрагические высыпания на слизистых оболочках и коже
• в ряде случаев – нарушения психики
• рахит, пародонтоз

Когда в организме больше фосфора, чем кальция, организм человека будет использовать кальций, который хранится в костях.

---

Избыток фосфора в организме человека

Фосфор и фосфаты являются нетоксичными. Летальной дозой для человека считается 60 мг фосфора. Высокой токсичностью обладает ряд соединений фосфора (фосфин). Отравления соединениями фосфора провоцируют нарушения работы почек и печени, сердечно-сосудистой системы, пищеварительного тракта, а также других систем и органов.

Причины избытка фосфора:

• чрезмерное количество поступления фосфора (избыток белков в продуктах)
• употребление большого количества консервированной продукции, лимонадов
• продолжительное взаимодействие с фосфорорганическими соединениями
• нарушения обмена фосфора

Симптомы избытка фосфора:

• отложение малорастворимых фосфатов в тканях
• поражения пищеварительного тракта и печени
• декальцинация костей (остеопороз)
• кровоизлияния и кровотечения
• лейкопения, анемия

---

Вред фосфатов, применяющихся в пищевой промышленности

В пищевой промышленности применяются фосфаты в продуктах в следующих целях:

• В качестве подкислителя в газированных напитках
• Фосфаты сохраняют воду в продуктах питания, повышая его вес и объем, предупреждая формирование бульонно-жировых отёков, в процессе хранения предотвращают высыхание. В основном применяются в продукции из рыбы, птицы и мяса (вареные, варено-копченые колбасы, сардельки)
• Фосфаты добавляются в сгущенное молоко, помогая предотвратить кристаллизацию продукта.
• Добавляются в сухие сыпучие продукты, не допуская слеживания и формирования комков в порошке. Применяется в сухих сливках, сухом молоке, порошках, содержащих какао в сухом виде.
• Добавляются в плавленые сырки, обеспечивая их консистенцию
• Используются при температурной обработке молока и молочных продуктов 
• При изготовлении мороженого и других продуктов из сухих смесей фосфаты повышают скорость их растворения при производстве. 
• Применятся для увеличения срока годности сливочного масла и маргарина

На этикетках можно найти следующие обозначения:

• Е 340 — фосфаты калия
• Е 338 — ортофосфорная кислота (или просто фосфорная)
• Е 343 — фосфаты магния
• Е 341 — фосфаты кальция
• Е 342 — фосфаты аммония

Последствия вредного воздействия фосфатов:

• Избыточное поступление фосфатов в организм человека, нарушает баланс в тканях между фосфором и кальцием, что приводит к нарушению структуры костной ткани и нарушению обменных процессов в организме человека. Избыток фосфора приводит к заболеваниям костной ткани в виде остеопороза.
• Избыток фосфора приводит к повышению риска сердечно сосудистых заболеваний, повышению риска инфарктов. Это происходит за счет отложения кальция на внутренних стенках сосудов, что приводит к их закупорке. Все это происходит из-за нарушения кальцево-фосфорного баланса.

---

Взаимодействие фосфора с другими элементами и лекарствами

Фосфор в чистом виде является химически не устойчивым элементом, поэтому легко вступает во взаимодействие с другими веществами. В природе и в нашем организме фосфор содержится в основном в виде химических соединений с другими веществами.

На содержание фосфора и его соединений в нашем организме, могут оказывать влияния различные внешние факторы и другие вещества, поступающие с пищей.

Рассмотрим вещества, которые могут оказать значимое влияние на содержание фосфора в организме человека:

• Алкоголь может выщелачивать фосфор из костей и снижать его общий уровень в организме
• Антациды (снижают кислотность желудка), содержащие алюминий, кальций или магний, могут связывать фосфаты в кишечнике. При долгосрочном использовании, эти лекарственные препараты могут привести к снижению содержания фосфора в организме человека (гипофосфатемии).
• Противосудорожные препараты могут снизить уровень фосфора и увеличение уровня щелочной фосфатазы, фермента, который помогает удалить фосфат из организма.
• Препараты желчной кислоты снижают уровень холестерина в крови. Они могут уменьшить пероральную абсорбция фосфатов с пищей или добавками. Оральные добавки фосфата должны быть приняты, по крайней мере, за 1 час до или через 4 часа после этих препаратов.
• Кортикостероиды, в том числе повышают уровень фосфора в моче
• Калий или препараты с его высоки содержанием, могут привести к слишком большому уровню калия в крови (гиперкалиемия). Гиперкалиемия может вызвать опасные нарушения сердечного ритма (аритмии). Заменители соли, в которых также содержится высокий уровень калия и фосфора, могут привести к снижению их уровня при использовании в долгосрочной перспективе.
• Ингибиторы АПФ (лекарство от кровяного давления). Это препараты, называемые ангиотензин-превращающим ферментом (АПФ), используемые для лечения высокого кровяного давления, они могут снизить уровень фосфора.
• Другие медикаменты также могут тоже снижать уровень фосфора. К таким препаратам относятся: циклоспорин (используется для подавления иммунной системы), сердечные гликозиды (дигоксин или Lanoxin), гепарины (разжижающие кровь препараты), а также нестероидные противовоспалительные препараты (например, ибупрофен).

Фосфор в организме человека: значение, влияние

Биохимия – раздел биологии, изучающий химический состав как отдельных клеток, так и всего организма в целом. Известно, что почти 98 % клеточного содержимого включают атомы кислорода, углерода, азота и водорода. Эти химические элементы называются органогенными. 1,8 % приходится на калий, натрий, магний, хлор, фосфор. В организме человека они входят в состав минеральных солей и имеют вид простых или сложных ионов, обеспечивая нормальное протекание реакций обмена веществ. Например, важнейшие соединения клетки, отвечающие за передачу наследственных признаков – нуклеиновые кислоты, – содержат анионы кислотных остатков ортофосфорной кислоты.

В молекулы АТФ, от которых зависит обеспечение клеток энергией, также входят фосфорсодержащие ионы. В данной статье мы приведем примеры, подтверждающие важную роль фосфора в организме человека и его влияние на обмен веществ.

Ковалентные полярные связи и их значение

В основе строения органических веществ, составляющих живую материю, лежит способность их молекул образовывать определенный тип химической связи. Она называется ковалентной полярной и, возникая между атомами неметаллов, обуславливает основные химические характеристики соединений. Биохимия, изучая состав молекул веществ, входящих в клетки растений, грибов, животных, установила их химический состав. Оказалось, что, кроме азота, углерода, кислорода, в них входит и фосфор. В организме человека он не встречается в свободном состоянии, так как является высокотоксичным веществом. Поэтому в живых системах элемент имеет форму анионов мета-, орто- или пирофосфорной кислоты, которые имеют способность к образованию связей с катионами металлов. В каких же веществах клетки они могут встречаться?

Фосфор в составе сложных органических молекул

Белки костной системы, гормоны, витамины и липиды образуют с фосфорсодержащими сложными ионами комплексные соединения. В организме человека присутствуют сложные соединения – фосфолипиды и фосфопротеиды, входящие в состав молекул биологически активных веществ – ферментов и стероидов. Ковалентные полярные связи в нуклеотидах ДНК и РНК обеспечивают образование фосфодиэфирных связей в цепях нуклеиновых кислот. Для чего нужен фосфор в организме человека и каковы его функции в обмене веществ? Сначала рассмотрим этот вопрос на клеточном уровне организации.

Место фосфора в элементном составе клетки

По содержанию в цитоплазме и органеллах (0,2-1 %), неметалл находится на четвертом месте после органогенных элементов. Наиболее насыщены соединениями фосфора клетки опорно-двигательной системы — остеоциты, вещество зубной ткани – дентин. Велико их содержание в нейронах и нейроглии, из которых состоит нервная система. Атомы фосфора содержатся в мембранных протеинах, нуклеиновых кислотах и энергоемких веществах – аденозинтрифосфорной кислоте АТФ и в восстановленной форме никотинамиддинуклеотидфосфата — НАДФ×Н₂. Как видим, в организме человека фосфор содержится во всех жизненно значимых структурах: клетках, тканях, физиологических системах.

Известно, что уровень гомеостаза клетки, являющейся открытой биологической системой, зависит от концентрации различных ионов в гиалоплазме и межклеточной жидкости. Какова же функция фосфора в поддержании постоянства внутренней среды организма человека?

Буферная система

Благодаря свойству полупроницаемости через наружную мембрану в клетку постоянно поступают различные вещества, высокая концентрация которых может отрицательно сказаться на ее жизнедеятельности. Чтобы нейтрализовать избыток токсичных ионов, цитоплазма, вместе с катионами натрия, калия, кальция, содержит кислотные остатки карбонатной, сульфитной и фосфорной кислот. Они способны вступать в реакции с избытком ионов, попавших в клетку, и контролировать постоянство внутриклеточного содержимого. Буферная система, кроме ионов слабых кислот, обязательно включает анионы НРО₄^2- и Н₂РО₄^—, содержащие фосфор. В организме человека он в составе буферной системы обеспечивает физиологически нормальное протекание реакций обмена веществ на клеточном уровне.

Окислительное фосфорилирование

Расщепление органических соединений в клетке носит название аэробного дыхания. Место его проведения – митохондрии. На внутренних складках – кристах органелл – расположены комплексы ферментов. Например, система АТФ-аза содержит молекулы- переносчики электронов. Благодаря реакциям, катализируемым с помощью ферментов, из АДФ и свободных молекул фосфорной кислоты синтезируется АТФ – универсальное энергетическое вещество клеток, расходуемое на их размножение, рост, движение. Его образование можно представить в виде упрощенной схемы реакции: АДФ + Ф = АТФ. Затем молекулы аденозинтрифосфорной кислоты аккумулируются в цитоплазме. Они служат источником энергии для совершения механической работы, например, в мышечной системе и в реакциях пластического обмена. Следовательно, фосфор в организме человека играет ведущую роль в процессах обмена энергии.

Фосфодиэфирные связи молекул наследственности

Высокое содержание атомарного фосфора регистрируется в клеточном ядре, так как элемент входит в состав нуклеиновых кислот. Открытые еще в 19 веке швейцарским ученым Ф. Мишером, они представляют собой биополимеры и состоят из мономеров – нуклеотидов. Фосфор присутствует как в самих пуриновых и пиримидиновых основаниях, так и в связях, формирующих цепи РНК и суперспираль ДНК. Мономеры нуклеиновых кислот способны образовывать полимерные структуры благодаря возникновению ковалентных связей между пентозой и остатками фосфорной кислоты рядом лежащих нуклеотидов. Они называются фосфодиэфирными. Деструкция молекул ДНК и РНК, возникающая в клетках человека под воздействием жесткого гамма-излучения или вследствие отравления токсичными веществами, происходит по причине разрыва фосфодиэфирных связей. Она приводит клетки к гибели.

Биологические мембраны

Структуры, ограничивающие внутреннее содержимое клетки, также имеют в своем составе фосфор. В организме человека до 40 % сухой массы тела приходится на соединения, содержащие фосфолипиды и фосфопротеиды. Они являются главными компонентами мембранного слоя, в котором присутствуют еще и такие вещества, как белки и углеводы. Высокое содержание фосфора характерно для оболочек нейроцитов и их отростков – дендритов и аксона. Фосфолипиды придают мембранам пластичности, а благодаря наличию молекул холестерина еще и прочности. Они также играют роль вторичных посредников – сигнальных молекул, являющихся активаторами эффекторных белков, участвующих в проведении нервного импульса.

Паращитовидные железы и их роль в обмене фосфора

Похожие на горошины, лежащие на обеих долях щитовидной железы и имеющие вес по 0,5-0,8 г каждая, околощитовидные железы секретируют паратгормон. Он регулирует обмен таких элементов, как кальций и фосфор, в организме человека. Функции их заключаются в воздействии на остеоциты и остеобласты – клетки костной системы, которые под влиянием гормона начинают выделять соли фосфорной кислоты во внеклеточную жидкость. При гиперфункции паращитовидных желез кости человека теряют прочность, размягчаются и разрушаются, содержание фосфора в них резко падает. В это время повышается риск переломов позвоночника, костей таза и бедра, угрожающих жизни больного. Одновременно возрастает количество кальция. Это приводит к гиперкальциемии с симптомами поражения периферических нервов и падения тонуса скелетных мышц. Паратгормон действует и на почки, уменьшая реабсорбцию солей фосфора из первичной мочи. Повышение содержания фосфатов в тканях почек служит причиной гиперфосфатурии и образования камней.

Минеральный состав костной ткани

Твердость, прочность и эластичность опорной системы зависит от химического состава клеток костной ткани. Остеоциты содержат как органические соединения, например белок оссеин, так и неорганические вещества, содержащие фосфорнокислые соли кальция и магния. С возрастом у человека количество минеральных компонентов, таких как гидроксилапатиты, в остеоцитах и остеобластах возрастает. Аномальная минерализация костной ткани, накопление солей кальция и избыток фосфора в организме человека приводят к потере эластичности и прочности всех отделов скелета, поэтому пожилые люди чаще подвергаются опасности травм и переломов.

Превращение соединений фосфора в организме человека

Самая крупная пищеварительная железа в организме человека – печень – играет ведущую роль в реакциях обмена фосфорсодержащих веществ. Гормоны околощитовидной железы и витамин Д также влияют на эти процессы. Суточная потребность элемента для взрослых составляет 1,0-2, 0 грамма, для детей и подростков – до 2,5 г. Фосфор в виде легко усваиваемых солей, а также в комплексах с белками и углеводами поступает в человеческий организм с пищей.

Насыщены им семена подсолнечника, тыквы, конопли. В продуктах животного происхождения фосфора много в куриной печени, говядине, твердых сортах сыра, рыбе. Избыток фосфора в организме может возникнуть вследствие нарушения реабсорбционной функции почек, неправильного применения витаминов, недостатка кальция в продуктах питания. Негативное влияние фосфора на организм человека проявляется прежде всего в поражении сердечно-сосудистой системы, почек и костного аппарата и может свидетельствовать о серьезных нарушениях обмена веществ.

фосфора | Определение, использование и факты

Фосфор (P) , неметаллический химический элемент семейства азота (группа 15 [Va] периодической таблицы), который при комнатной температуре представляет собой бесцветное, полупрозрачное, мягкое воскообразное твердое вещество, светящееся в темноте.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Британская викторина

118 Названия и символы из таблицы Менделеева

Bi

Свойства элемента

атомный номер	15
атомный вес	30.9738
точка плавления (белый)	44,1 ° C (111,4 ° F)
точка кипения (белый)	280 ° C (536 ° F)
плотность (белый)	1,82 грамм / см 3 при 20 ° C (68 ° F)
степени окисления	−3, +3, +5
электронная конфигурация	1 с 2 2 с 2 2 p 6 3 s 2 3 p 3

История

Арабские алхимики XII века, возможно, случайно выделили элементарный фосфор, но записи неясны.Фосфор, по всей видимости, был открыт в 1669 году Хеннигом Брандом, немецким купцом, хобби которого была алхимия. Бранд оставил 50 ведер с мочой отстояться, пока они не разложились и не «разводили червей». Затем он сварил мочу до состояния пасты и нагрел ее с песком, тем самым извлекая из смеси элементарный фосфор. Бранд сообщил о своем открытии в письме Готфриду Вильгельму Лейбницу, и после этого демонстрация этого элемента и его способности светиться в темноте или «фосфоресцировать» вызвала общественный интерес.Однако фосфор оставался химическим диковинкой примерно до столетия спустя, когда оказалось, что он входит в состав костей. При переваривании костей азотной или серной кислотой образуется фосфорная кислота, из которой фосфор можно перегонять, нагревая древесным углем. В конце 1800-х годов Джеймс Берджесс Ридман из Эдинбурга разработал метод электрической печи для производства элемента из фосфатной породы, который, по сути, используется сегодня.

Возникновение и распространение

Фосфор — это очень широко распространенный элемент, 12-й по содержанию в земной коре, вклад которого составляет около 0.10 весовых процентов. Его космическое содержание составляет примерно один атом на 100 атомов кремния, что является стандартом. Его высокая химическая реакционная способность гарантирует, что он не встречается в свободном состоянии (за исключением нескольких метеоритов). Фосфор всегда присутствует в виде фосфат-иона. Основные комбинированные формы в природе — это фосфатные соли. Было обнаружено, что около 550 различных минералов содержат фосфор, но из них основным источником фосфора является серия апатита, в которой ионы кальция существуют вместе с ионами фосфата и различными количествами ионов фтора, хлорида или гидроксида в соответствии с формулой [Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (F, Cl или OH) ₂ ].Другими важными фосфорсодержащими минералами являются вейвеллит и вивианит. Обычно такие атомы металлов, как магний, марганец, стронций и свинец, заменяют кальций в минерале, а силикат, сульфат, ванадат и подобные анионы заменяют ионы фосфата. Очень большие осадочные месторождения фторапатита находятся во многих частях Земли. Фосфат костей и зубной эмали — гидроксиапатит. (Принцип уменьшения разрушения зубов путем фторирования зависит от превращения гидроксиапатита в более твердый, более устойчивый к гниению фторапатит.)

Основным коммерческим источником является фосфорит или фосфоритная порода, загрязненная массивная форма карбонатсодержащего апатита. По оценкам, общее количество фосфоритов в земной коре составляет около 65 000 000 000 тонн, из которых Марокко и Западная Сахара содержат около 80 процентов. Эта оценка включает только руду, которая достаточно богата фосфатом для преобразования в полезные продукты с помощью существующих методов. Также существует огромное количество материалов с низким содержанием фосфора.

Того: фосфатный рудник Фосфатный рудник, Хахатоэ, Того.Возраст фотосток / SuperStock Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Единственный встречающийся в природе изотоп фосфора — это изотоп с массой 31. Остальные изотопы с массой от 24 до 46 были синтезированы с помощью соответствующих ядерных реакций. Все они радиоактивны с относительно коротким периодом полураспада. Изотоп массы 32 имеет период полураспада 14,268 дней и оказался чрезвычайно полезным в исследованиях индикаторов, связанных с поглощением и перемещением фосфора в живых организмах.

Коммерческое производство и использование

Основной метод преобразования фосфоритной руды в полезные материалы включает подкисление измельченной породы серной или фосфорной кислотой с образованием сырых гидрофосфатов кальция, которые, будучи водорастворимыми, являются ценными добавками к удобрениям. Большая часть продукции сжигается до фосфорного ангидрида и впоследствии обрабатывается водой с образованием фосфорной кислоты, H ₃ PO ₄ . Около 95 процентов фосфоритов, добываемых в Соединенных Штатах, используется для производства удобрений или пищевых добавок для животных.Однако возникла озабоченность по поводу использования фосфора. Большая часть фосфора тратится на пути от добычи до употребления в пищу людьми, а потерянный фосфор попадает в водные пути, где может вызвать цветение водорослей. Другая проблема заключается в том, что увеличение использования фосфора приведет к истощению невозобновляемых запасов фосфоритной руды.

круговорот фосфора Фосфор, который циркулирует в основном в земной и водной среде, является одним из наиболее важных элементов, влияющих на рост растений. Encyclopædia Britannica, Inc.

Только около 5 процентов фосфора, потребляемого в год в Соединенных Штатах, используется в элементарной форме. Пиротехнические применения элемента включают трассеры, зажигательные средства, фейерверки и спички. Некоторые из них используются в качестве легирующих добавок, некоторые используются для уничтожения грызунов, а остальные используются в химическом синтезе. Большое количество превращается в сульфиды, используемые в спичках и производстве инсектицидов и масляных добавок. Большая часть остатка превращается в галогениды или оксиды для последующего использования в синтезе органических соединений фосфора.

.

фосфора | Определение, использование и факты

Фосфор (P) , неметаллический химический элемент семейства азота (группа 15 [Va] периодической таблицы), который при комнатной температуре представляет собой бесцветное, полупрозрачное, мягкое воскообразное твердое вещество, светящееся в темноте.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Британская викторина

118 Названия и символы из таблицы Менделеева

Класс

Свойства элемента

атомный номер	15
атомный вес	30.9738
точка плавления (белый)	44,1 ° C (111,4 ° F)
точка кипения (белый)	280 ° C (536 ° F)
плотность (белый)	1,82 грамм / см 3 при 20 ° C (68 ° F)
степени окисления	−3, +3, +5
электронная конфигурация	1 с 2 2 с 2 2 p 6 3 s 2 3 p 3

История

Арабские алхимики XII века, возможно, случайно выделили элементарный фосфор, но записи неясны.Фосфор, по всей видимости, был открыт в 1669 году Хеннигом Брандом, немецким купцом, хобби которого была алхимия. Бранд оставил 50 ведер с мочой отстояться, пока они не разложились и не «разводили червей». Затем он сварил мочу до состояния пасты и нагрел ее с песком, тем самым извлекая из смеси элементарный фосфор. Бранд сообщил о своем открытии в письме Готфриду Вильгельму Лейбницу, и после этого демонстрация этого элемента и его способности светиться в темноте или «фосфоресцировать» вызвала общественный интерес.Однако фосфор оставался химическим диковинкой примерно до столетия спустя, когда оказалось, что он входит в состав костей. При переваривании костей азотной или серной кислотой образуется фосфорная кислота, из которой фосфор можно перегонять, нагревая древесным углем. В конце 1800-х годов Джеймс Берджесс Ридман из Эдинбурга разработал метод электрической печи для производства элемента из фосфатной породы, который, по сути, используется сегодня.

Возникновение и распространение

Фосфор — это очень широко распространенный элемент, 12-й по содержанию в земной коре, вклад которого составляет около 0.10 весовых процентов. Его космическое содержание составляет примерно один атом на 100 атомов кремния, что является стандартом. Его высокая химическая реакционная способность гарантирует, что он не встречается в свободном состоянии (за исключением нескольких метеоритов). Фосфор всегда присутствует в виде фосфат-иона. Основные комбинированные формы в природе — это фосфатные соли. Было обнаружено, что около 550 различных минералов содержат фосфор, но из них основным источником фосфора является серия апатита, в которой ионы кальция существуют вместе с ионами фосфата и различными количествами ионов фтора, хлорида или гидроксида в соответствии с формулой [Ca ₁₀ (PO ₄ ) ₆ (F, Cl или OH) ₂ ].Другими важными фосфорсодержащими минералами являются вейвеллит и вивианит. Обычно такие атомы металлов, как магний, марганец, стронций и свинец, заменяют кальций в минерале, а силикат, сульфат, ванадат и подобные анионы заменяют ионы фосфата. Очень большие осадочные месторождения фторапатита находятся во многих частях Земли. Фосфат костей и зубной эмали — гидроксиапатит. (Принцип уменьшения разрушения зубов путем фторирования зависит от превращения гидроксиапатита в более твердый, более устойчивый к гниению фторапатит.)

Основным коммерческим источником является фосфорит или фосфоритная порода, загрязненная массивная форма карбонатсодержащего апатита. По оценкам, общее количество фосфоритов в земной коре составляет около 65 000 000 000 тонн, из которых Марокко и Западная Сахара содержат около 80 процентов. Эта оценка включает только руду, которая достаточно богата фосфатом для преобразования в полезные продукты с помощью существующих методов. Также существует огромное количество материалов с низким содержанием фосфора.

Того: фосфатный рудник Фосфатный рудник, Хахатоэ, Того.Возраст фотосток / SuperStock Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Единственный встречающийся в природе изотоп фосфора — это изотоп с массой 31. Остальные изотопы с массой от 24 до 46 были синтезированы с помощью соответствующих ядерных реакций. Все они радиоактивны с относительно коротким периодом полураспада. Изотоп массы 32 имеет период полураспада 14,268 дней и оказался чрезвычайно полезным в исследованиях индикаторов, связанных с поглощением и перемещением фосфора в живых организмах.

Коммерческое производство и использование

Основной метод преобразования фосфоритной руды в полезные материалы включает подкисление измельченной породы серной или фосфорной кислотой с образованием сырых гидрофосфатов кальция, которые, будучи водорастворимыми, являются ценными добавками к удобрениям. Большая часть продукции сжигается до фосфорного ангидрида и впоследствии обрабатывается водой с образованием фосфорной кислоты, H ₃ PO ₄ . Около 95 процентов фосфоритов, добываемых в Соединенных Штатах, используется для производства удобрений или пищевых добавок для животных.Однако возникла озабоченность по поводу использования фосфора. Большая часть фосфора тратится на пути от добычи до употребления в пищу людьми, а потерянный фосфор попадает в водные пути, где может вызвать цветение водорослей. Другая проблема заключается в том, что увеличение использования фосфора приведет к истощению невозобновляемых запасов фосфоритной руды.

круговорот фосфора Фосфор, который циркулирует в основном в земной и водной среде, является одним из наиболее важных элементов, влияющих на рост растений. Encyclopædia Britannica, Inc.

Только около 5 процентов фосфора, потребляемого в год в Соединенных Штатах, используется в элементарной форме. Пиротехнические применения элемента включают трассеры, зажигательные средства, фейерверки и спички. Некоторые из них используются в качестве легирующих добавок, некоторые используются для уничтожения грызунов, а остальные используются в химическом синтезе. Большое количество превращается в сульфиды, используемые в спичках и производстве инсектицидов и масляных добавок. Большая часть остатка превращается в галогениды или оксиды для последующего использования в синтезе органических соединений фосфора.

.

Фосфор (элемент): биологическое значение и применение

Фосфор присутствует в растениях и животных. В организме человека содержится более 1 фунта (454 грамма) фосфора. Это компонент аденозинтрифосфата (АТФ), основного источника энергии в живых организмах. Он содержится в сложных органических соединениях в крови, мышцах и нервах, а также в фосфате кальция, основном материале костей и зубов. Соединения фосфора незаменимы в рационе. В пищу добавляются органические фосфаты, фосфат железа и трикальцийфосфат.Дикальцийфосфат добавляют в корма для животных.

Белый фосфор используется в качестве раскислителя при получении стали и фосфористой бронзы. Он также используется в ядах для крыс, для изготовления дымовых завес и освещения (путем сжигания) во время войны, а также в качестве зажигательного средства. Красный фосфор используется для изготовления спичек. В основном соединения фосфора используются в удобрениях, особенно в смеси, называемой суперфосфатом, получаемой из фосфатных минералов обработкой серной кислотой; и в нитрофосфатах.Соединения фосфора также используются в коммерческих целях в моющих средствах, смягчителях воды, фармацевтических препаратах, средствах для чистки зубов и во многих других менее важных областях применения. Токсичные нервно-паралитические газы, такие как зарин, содержат фосфор.

Фосфорная кислота в основном используется в производстве фосфатных соединений. Он также используется при травлении металлов, при рафинировании сахара и в безалкогольных напитках. Фосфор образует ряд соединений с галогенами, например, трихлорид PCl ₃ и пентахлорид PCl ₅ , которые используются в качестве реагентов.Он также образует оксихлорид POCl ₃ . Он реагирует с серой с образованием пентасульфида P ₂ S ₅ и тиохлорида PSCl ₃ , используемых в инсектицидах и добавках к маслам. Фосфин, PH ₃ , является ядовитым газом. Помимо пентоксида фосфор образует несколько других оксидов; кроме указанной выше ортофосфорной кислоты существует несколько кислот. Фосфор также соединяется с различными другими неметаллами и некоторыми металлами.

Колумбийская электронная энциклопедия, 6-е изд.Авторские права © 2012, Columbia University Press. Все права защищены.

См. Другие статьи в энциклопедии: Соединения и элементы

.

WebElements Periodic Table »Phosphorus» биологическая информация

• С	N	О
  Si	-П	S
  Ge	Как	SE

• Актиний ☢
• Алюминий
• Алюминий
• Америций ☢
• Сурьма
• Аргон
• Мышьяк
• Астатин ☢
• Барий
• Берклиум ☢
• Бериллий
• висмут
• Бориум ☢
• Бор
• Бром
• Кадмий
• Цезий
• Кальций
• Калифорний ☢
• Углерод
• Церий
• Цезий
• Хлор
• Хром
• Кобальт
• Copernicium ☢
• Медь
• Кюрий ☢
• Дармштадтиум ☢
• Дубний ☢
• Диспрозий
• Эйнштейний ☢
• Эрбий
• Европий
• Фермий ☢
• Флеровий ☢
• Фтор
• Франций
• Гадолиний
• Галлий
• Германий
• Золото
• Гафний
• Калий ☢
• Гелий
• Гольмий
• Водород
• Индий
• Йод
• Иридий
• Утюг
• Криптон
• Лантан
• Лоуренсий ☢
• Свинец
• Литий
• Ливерморий ☢
• Лютеций
• Магний
• Марганец
• Мейтнерий ☢
• Менделевий ☢
• Меркурий
• Молибден
• Московиум ☢
• Неодим
• Неон
• Нептуний
• Никель
• Нихоний ☢
• Ниобий
• Азот
• Нобелий
• Оганессон ☢
• Осмий
• Кислород
• Палладий
• фосфор
• Платина
• Плутоний ☢
• Полоний
• Калий
• Празеодим
• Прометий ☢
• Протактиний ☢
• Радий ☢
• Радон ☢
• Рений
• Родий
• Рентген ☢
• Рубидий
• Рутений
• Резерфорд ☢
• Самарий
• Скандий
• Seaborgium ☢

.