Фосфор (Р) – роль в организме, применение, суточная потребность, источники

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.

Общие данные

Расположение в периодической таблице Д.И. Менделеева: в старой версии — III период, III ряд, V группа, в новой версии таблицы – 15 группа, 3 период.

• Атомный номер – 15
• Атомная масса – 30,973762
• Электронная конфигурация – [Ne] 3s2 3p3
• Температура плавления (°С) – 44,15
• Температура кипения (°С) – 279,85
• CAS: 7723-14-0

Физико-химические свойства. Фосфор известен во многих модификациях – белый, красный, желтый, черный, металлический и др., которые еще называются аллотропными. Физические и химические свойства напрямую зависят от его формы, особенно его химическая активность.

Белый фосфор – химически активное вещество белого цвета с легкой желтизной или зеленоватостью, схожее на парафин, легко поддается деформации при небольших физических усилиях. Плохо растворим в воде, при контакте с кислородом и светом начинает светиться бледно-зеленым цветом. Небольшое воздействие температуры способно привести к самовозгоранию вещества. Очень ядовит – попадание внутрь всего 0,05-0,15 г вещества может привести к летальному исходу. При контакте с кожей также способен самовоспламеняться, после чего оставляет сильные ожоги.

Красный фосфор – более устойчивая форма элемента к термическому воздействию, которую получают из его белой формы. Окрашен в красные, фиолетовые цвета с металлическим отблеском. Не растворяется в воде, не светится в темноте, способен самопроизвольно загореться при ударе или трении. Ядовитость в тысячи раз меньше по сравнению с белым. Применяется при изготовлении спичечных коробков – входит в состав терочной поверхности.

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).

Суточная потребность

Рекомендуемые суточные дозы фосфора в зависимости от пола и возраста:

Для максимальной эффективности усваивания организмом фосфора его необходимо одновременно употреблять с кальцием, в соотношении – 1,5 (Р) : 1 (Са).

Суточная доза фосфора повышается при обильных физических нагрузках, занятиях спортом.

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.

Где содержится phosporus

Основными источниками служат продукты животного происхождения: творог, мясо, яичный желток. Также присутствует и в зерновых, бобовых культурах, тыкве (мякоть и семена), кунжуте, фисташках, кедровых орехах, но человеку сложно его усвоить, так как в кишечнике нет нужного фермента для расщепления фитиновых соединений, в виде которых макроэлемент поступает из растительной пищи.

Поэтому усваивается не более 20%. Наиболее высокая усвояемость P характерна для морепродуктов, в этом случае всасывается 99%. Если вы испытываете дефицит фосфора, дополните рацион рыбой семейства тресковых или лососевых, скумбрия и карп тоже подойдут.

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

Здоровье костей – почему об этом важно помнить

Мы заботимся о здоровье сосудов и сердца, о состоянии кожи, микрофлоры кишечника, уделяем много времени тренировкам мышц. Но забываем о том, что основой организма является скелет. Именно он создает опору. Кости фиксируют мышцы, защищают внутренние органы, удерживают кальций.

Скелет человека – совокупность костей человеческого организма, пассивная часть опорно-двигательного аппарата.

Скелет взрослого человека состоит из 206 костей. Из них 32-34 – непарные, остальные парные. 23 кости образуют череп, 32-34 – позвоночный столб, 25 – ребра и грудину, 64 – скелет верхних конечностей, 62 – скелет нижних конечностей.

Источник Википедия

Очень важно предпринимать шаги для защиты здоровья костей.

На их здоровье влияет ряд факторов:

• Пол;
• Возраст;
• Вес;
• Питание;
• Количество кальция в рационе;
• Физическая активность;
• Риск развития остеопороза повышает злоупотребление алкоголем, курение.

Кости крепнут до 25 лет, а после 30 теряют прочность, если человек ведет малоподвижный образ жизни и не поддерживает баланс таких важных элементов, как фосфор, кальций и магний. В течение всей фазы роста скелета для его наращивания организм должен получать в достаточных количествах кальций и витамин D.

Особенно важно заботиться о здоровье костей женщинам в период менопаузы. В этот период плотность костей уменьшается и увеличивается риск возникновения остеопороза. Любое неловкое движение или падение может грозить переломами костей.

Пополнить запасы кальция, магния, фосфора и витамина D помогут:

• Молочные продукты;
• Животный белок;
• Яйца;
• Рыба, морепродукты;
• Овощи;
• Фрукты;
• Цельное зерно.

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.

Видео

И в завершение, образовательное видео по теме нашей статьи.

Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.

Страница про автора

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).

История – краткая справка

Свое название фосфор получил от двух древнегреческих слов «φῶς» (свет), и «φέρω» (несу), объеденив которые получаем – светоносный.

Впервые о существовании фосфора заявил в 1669 году немецкий алхимик из г. Гамбург – Хеннинг Бранд (Hennig Brandt). Получил же Бранд совершенно случайно – когда пытался добыть золото из человеческой мочи. Конечно, логика у людей тех времен была уникальна – раз моча золотистая, значит в ней может присутствовать золото. В результате многодневного отстаивания, а после длительного выпаривания мочи, вместо жидкости в емкости остались белые воскоподобные частички непонятного вещества, которые могли ярко гореть и мерцать в темноте. Нововыявленное вещество Х.Бранд назвал «чудотворным носителем света» (phosphorus mirabilis).

Далее, Р смогли добыть — немецкий химик Иоганн Кункель (Johannes Kunckel), в 1680 г. англо-ирландский химик и физик Роберт Бойль (англ. Robert Boyle), в 1743 г. немецкий химик Андреас Маргграф (Andreas Marggraf) и другие.

Получить красный фосфор сумел в середине XIX в — А.Шрёттер, что произошло при нагревании белого фосфора без контакта с кислородом.