Фосфор в организме человека: значение, влияние. Фосфора в организме человека: функции, в каких продуктах содержится

22.05.2019

Соединения фосфора являются очень важными для человеческого организма. Этот макроэлемент отвечает за деятельность нервной и сердечно-сосудистой систем, а также за правильное формирование костных тканей.

Роль фосфора в организме человека

Кроме выше названных функций фосфора, он также регулирует формирование некоторых гормональных элементов, а также принимает участие в метаболизме жиров, углеводов и протеинов. К тому же, он способствует постоянному поддерживанию кислой среды организма. Среди других жизненно необходимых функций фосфора стоит назвать:

улучшение работы почек;
регулирование метаболизма;
образование жизненной энергии для функционирования сердца и всего организма;
участие в делении клеток;
укрепление зубов, десен и костей;
контролирование функционирования нервной системы.

Как и для большинства макроэлементов, распространенными продуктами питания, в которых находится фосфор в большом количестве, являются:

бобовые и разные крупы;
орехи и семечки;
сыр и творог;
рыба, мозги и печень (говяжьи);
петрушка и шпинат;
морковь и ;
белые сушеные грибы, хлеб и картофель.

Суточная доза фосфора

Важно подчеркнуть, что организм нуждается в этом макроэлементе в соответствии с физиологическими особенностями человека. Если для взрослых такой нормой будет его количество 1-2 г, то он в два раза выше для женщин (до и после родов). Если идет речь о детях и подростках, то его достаточное количество для них достигает 1,5 г.

В случае, если в организме не хватает этого макроэлемента, то у человека наблюдается постоянная слабость, сонливость и полная потеря аппетита, что ведет к физическому истощению организма. Кроме этого, дефицит фосфора провоцирует и нервное истощение в следствии чего у человека нарушается психика. Вследствие недостаточного количества этого микроэлемента миокард меняет свою структуру, что повышает риск инфаркта.

Избыток фосфора в организме человека

Слишком большое количество фосфора может спровоцировать целый ряд проблем и заболеваний, которые практически невозможно полностью вылечить. Речь идет о возникновении недостатка кальция, мочекаменной болезни, различным заболеваниям кожи.

Как усваивается фосфор в человеческом организме

Этот макроэлемент усваивается в желудке и тонком кишечнике при способствовании таких элементов, как калий, магний, железо, а также такими активаторами его усвоения могут быть витамины , и . Кроме этого, для того, чтобы организм лучше усваивал фосфор нужно наличие некоторых ферментов и обязательно белков. Важным для его усвоения является его сочетание с кальцием, что усиливает этот процесс почти в два раза. Что же касается тех веществ, которые, наоборот, тормозят процесс усвоения фосфора, то ними являются алюминий, эстрогены, кортикостероиды, тироксин и андрогены.

Показания для употребления фосфора

Употребление этого макроэлемента чрезвычайно важно для того, чтобы организм мог правильно работать. Он участвует в жизненно необходимых процессах, которые обеспечивают правильную деятельность главных систем организма. Кроме этого, фосфор является главным макроэлементом-источником жизненной энергии человека, без которой он не сможет никак обойтись.

Фосфор - это макроэлемент, принимающий участие практически во всех жизненно важных процессах организма. В человеческом организме фосфор практически полностью сконцентрирован в костной ткани и зубах, однако оставшиеся 10% макроэлемента распределены по всему телу и задействованы в жизнедеятельности каждой клетки. Поэтому очень важно, чтобы элемент присутствовал в организме в необходимом количестве, так как это является залогом здоровья и хорошего самочувствия.

Описание и характеристика

«Несущий свет» элемент - именно так переводится «фосфор» с древнегреческого языка - широко распространён в природе и составляет практически 0,9 % веса земного шара. Высокая химическая активность элемента способствует тому, что он практически никогда не существует в естественном, чистом виде, и потому обнаружить его можно в основном в составе разнообразных соединений.

Знаете ли вы? Фосфор является первым химическим элементом, появление которого было задокументировано. Но особенность открытия заключается вовсе не в этом, а в том, что алхимик Х. Брант обнаружил фосфор в попытке открыть легендарный философский камень. И делал он это при помощи особой золотистой жидкости - мочи. В итоге камень алхимик, конечно, не изобрёл, но вот светящийся элемент открыл.

«Визитной карточкой» макроэлемента принято считать специфическое свечение в темноте, за что он и был прозван древними греками «светоносным». А в организме человека вес всего фосфора будет составлять от полкилограмма и практически до килограмма. Однако до конца XIX столетия учёные ещё ничего не знали о важной роли элемента в жизнедеятельности организма, хотя его первооткрыватель Х. Брант и заработал немалые деньги на открытых им светящихся кристаллах, цена на которые превышала даже стоимость золота. Сейчас различают фосфор в двух видах: белый и красный порошок. Причём в белом виде элемент практически бесцветен, является твердокристаллическим и моментально окисляется кислородом. А при окислении появляются дым и характерный специфический запах - чеснока.

Функции и роль в организме

Участие во всех обменных процессах организма – это первая и важнейшая функция светящегося элемента. Практически всё содержание фосфора сконцентрировано в человеческих костях и зубах. В соединении с кальцием этот макроэлемент формирует всю внутреннюю минеральную структуру кости, обеспечивая её необходимой прочностью и механической выносливостью.

Знаете ли вы? Если бы кости человека состояли преимущественно из кальция, или был бы переизбыток последнего, то кость можно было бы сравнить со стеклом, которое очень твёрдое по своей природе, но совершенно не пластично и повреждается или бьётся от любого, даже не сильного удара.

Одна из важнейших функций фосфора заключается в его энергоносительстве - это значит, что именно благодаря ему съеденная пища преобразовывается в энергию, вследствие чего становится возможной работа мышц, органов, мозга. В клетках особым и универсальным источником энергии выступает АТФ - аденозинтрифосфорная кислота, в которую в обязательном порядке входит светящийся элемент, что видно даже из названия соединения. И именно фосфор является переносчиком энергии. Кроме того, этот макроэлемент берёт участие во всех метаболических процессах организма, способствует продуцированию углеводов и белков. Также он принимает активное участие в клеточной жизнедеятельности, так как входит в структуру клеточной мембраны в виде фосфопротеинов и фосфолипидов. К тому же фосфор участвует и в процессах роста и деления клеток, хранения и передачи в них генетической информации, так как элемент входит и в состав нуклеиновых кислот (ДНК и РНК).
Фосфор влияет на работу нервной системы, так как участвует в процессе передачи нервных импульсов. К тому же он принимает участие и в ферментообразовании, поддерживает кислотно-щелочной баланс и улучшает усвоение организмом глюкозы.

Итак, основные функции и польза фосфора для организма заключается в том, что элемент:

является залогом роста и восстановления организма в целом и всех его систем и органов в частности;
поддерживает нормальный обмен веществ;
нормализует работу ;
способствует правильному протеканию внутриклеточных процессов;
регулирует баланс жидкости в организме;
способствует укреплению костей и зубов;
берёт участие в работе ;
активирует действия витаминов;
является основным энергоисточником в организме.

Важно! Кальций и фосфор образуют идеальный тандем. Именно совместное их поступление в организм способствует полному усвоению обоих элементов и поддерживает идеальное соотношение кальция и фосфора (2 к 1) в костях и зубах.

В чём содержится фосфор: продукты-источники

К сожалению, только фосфор, содержащийся в рыбе, усваивается в кишечнике без остатка, а вот элемент из любых других продуктов всасывается лишь в объёме 70 %. Но его содержание достаточно велико и распространено, чтобы восполнять необходимую суточную норму.
Источниками этого макроэлемента выступают такие продукты, как:

и некоторые молочные продукты (в особенности жирный и плавленый сыр);
и птица, а также некоторые субпродукты, например, говяжья печень;
(богаты фосфором);
и рыбья икра (особенно осетровых);
(больше всего в ржаном);
крупы - и , ;
, фундук, семечки;
бобовые - и горох;
овощи - лук порей, салат, .

Конечно, в овощах и зелени содержание фосфора значительно меньше, чем в остальных продуктах. Наибольшее количество полезного макроэлемента содержится в мясе и птице, в молоке, жирном твороге и плавленом сыре, а ещё в грецких орехах и фундуке.

Суточная потребность и нормы

Суточная потребность в фосфоре колеблется у людей в зависимости от возраста и образа жизни. Так, людям, ведущим активную жизнь, профессиональным спортсменам или тем, чья работа связана с постоянным тяжёлым физическим трудом, требуется суточная доза практически в два раза больше, чем для человека, ведущего обычный образ жизни. Рассмотрим нормы поступления фосфора в организм для основных возрастных категорий.

Знаете ли вы? Спички изготавливаются из красного фосфора.

Для взрослых

Принято считать, что суточной нормой этого полезного элемента для взрослого человека является дозировка в диапазоне от 1000 до 2000 мг. На самом деле лучше брать усреднённые цифры, подходящие большинству людей - от 1200 до 1500 мг, так как различная жизненная активность требует различного потребления макроэлемента.

Тем, кто ведёт преимущественно сидячий образ жизни, подойдёт и минимальная норма, так как потребность у них небольшая. А вот у тех, у кого нервная работа, кто в течение всего дня на ногах и тратит много энергии, потребность возрастает до 2000 мг в сутки. Что касается спортсменов и людей со схожей деятельностью и большими физическими нагрузками, то их норма повышается примерно до 3000 мг в сутки.

Для детей

Для детишек фосфор - это основной элемент роста, и в разном возрасте потребность в нём различная, но всегда обязательная. Так, например, малышам до годика достаточно от 300 до 500 мг в сутки. Карапузы от года до трёх лет нуждаются в суточных 800 мг макроэлемента. В до школьном возрасте (3-7 лет) эта потребность возрастает до 1000-1400 мг, а в младшем школьном возрасте (7-10 лет) вырастает ещё до 1400-1800 мг в день. В период гормональной перестройки и активного роста в подростковом и юношеском возрасте с 11 до 18 лет потребность в фосфоре взлетает до 1800-2500 мг в сутки.

Для беременных

Не просто так беременным говорят, чтобы кушали за двоих. А всё потому, что у будущей мамочки суточная норма этого полезного элемента вырастает практически в два раза больше, чем она есть у взрослого человека. Потому беременным женщинам и кормящим мамам нужно употреблять от 3000 до 3800 мг этого элемента в сутки.

Важно! Данные нормы указаны для людей, живущих в нормальном, не очень активном ритме. Для тех, кто подвергается большим психофизическим нагрузкам, находится в состоянии хронического стресса, усталости или профессионально занимается спортом, нормы фосфора должны быть значительно увеличены.

Дефицит и переизбыток: причины и симптомы

Несмотря на однозначную пользу светящегося макроэлемента, всё же его нехватка, как и переизбыток, имеют своё отрицательное влияние на состояние организма.

Нехватка

Нехватка макроэлемента на самом деле встречается крайне редко. Для того чтобы действительно возник дефицит фосфора, нужно питаться сугубо растительной пищей, растущей прямо из земли, и пренебрегать всеми остальными видами продуктов. Как вы сами понимаете, такой рацион для современного человека маловероятен.
Причинами фосфорной недостаточности также могут выступать:

низкая кислотность, возникающая при приёме некоторых медикаментозных средств;
диетическое питание с низким содержанием белков;
нехватка ;
употребление пищи с большим количеством металлов (магния, железа, алюминия и бария). Металлы значительно снижают усвояемость макроэлемента;
болезни почек;
нарушения в работе эндокринной системы;
недостаток всасываемости в желудочно-кишечном тракте;
сахарный диабет;
голодание;
пристрастие к алкоголю и наркотическая зависимость;
длительное применение мочегонных препаратов, при котором фосфор вымывается с мочой;
у новорождённых при искусственном вскармливании может возникнуть фосфорная недостаточность из-за низкого усвоения элемента, что приводит к развитию рахита.

Симптомами фосфорной недостаточности выступают:

появление болезненных ощущений в костях и мышцах;
истощение и общее состояние усталости;
потеря аппетита;
снижение иммунитета, что проявляется в повышенной склонности к заболеваниям вирусного и инфекционного характера;
рахит;
пародонтоз;
остеопороз;
уменьшение в печени синтеза белка;
изменения миокарда дистрофического типа;
появление геморрагий на коже и слизистых оболочках;
снижение веса;
появление дрожи в конечностях;
иногда встречаются психические нарушения.

Важно! В случае очень запущенной недостаточности у человека могут развиваться такие опасные для жизни состояния, как общая мышечная слабость, потом ступор, приводящий к коме, а кома, как известно, может иметь летальный исход.

Избыток и его вред

Слишком большое количество фосфора опасно для человека ничуть не меньше, чем его нехватка. Его избыток влияет практически на все системы и органы, нарушая их работу и вызывая общее отравление организма. Самая большая опасность переизбытка этого макроэлемента заключается в том, что он способствует вымыванию кальция из костей, которого в норме должен быть в два раза больше.

А кальциевая недостаточность становится причиной боли в костях, нарушения их структуры, повышенной ломкости и их проблематичному восстановлению после переломов. К тому же в почках начинают появляться камни, нарушается протекание нервных процессов и работа эндокринной системы. Острое отравление фосфором имеет те же симптомы, что и любое другое отравление - рвота и боль в желудке. А вот при хронических формах отравления со временем возможно развитие паралича, и даже есть возможность летального исхода.
Причинами переизбытка фосфора в организме могут стать:

слишком большое употребление фосфора с продуктами питания;
нерациональный приём препаратов, содержащих фосфор, что значительно увеличивает его поступление в организм;
нарушение фосфорного обмена;
постоянная работа с фосфорными соединениями;
белковая диета или употребление в пищу слишком большого количества мясных продуктов.

Фосфаты, приводящие к переизбытку полезного макроэлемента, печально известны под обозначением «Е» на этикетках многих продуктов. В пищевой промышленности они используются как подкислители, продлевают хранение, не допускают слёживания, продлевают срок хранения и многое другое.

Важно! Всеми любимые газировки (лимонад и кола), консервированная рыба, мясо и овощи, молочные консервы и сгущёнка, плавленые сырки и даже сахар производятся при помощи фосфатов. Чрезмерное употребление этих продуктов, что так часто бывает распространённым среди детишек, приводит к избыточному поступлению фосфора в организм и чревато опасными последствиями!

К симптомам фосфорной интоксикации можно отнести:

омертвение тканей;
чувство жжения в ладонях;
почечнокаменную болезнь;
болезни печени;
анемию (недостаточность железа в крови происходит из-за того, что переизбыток фосфора способствует вымыванию магния);
кровоизлияния и кровотечения;
недостаток кальция, который проявляется в виде остеопороза (хрупкость и ломкость костей);
развитие атеросклероза, который может приводить к инфарктам и инсультам;
поражение печени и пищеварительного тракта;
в тканях происходит отложение малорастворимых фосфатов.

Как мы видим, переизбыток этого макроэлемента не менее опасен, чем его недостаток. Причём это тот редкий случай, когда возникновение нехватки гораздо менее вероятно, чем возникновение переизбытка, учитывая то количество промышленной пищи, которую мы ежедневно употребляем и которая производится при помощи фосфатов.

Препараты с фосфором

Фосфор, как и кальций, часто входит в поливитаминные комплексы, приёма которых вполне достаточно, чтобы избежать фосфорной недостаточности, но и не допустить переизбытка элемента. К витаминам, содержащим фосфорно-кальциевый тандем, относятся:

«Витрум»;
«Фарматон»;
«Центрум»;
«Элевит»;
«АлфаВит»;
«Компливит»;
«Селмевит»;
«Супрадин»;
«Дуовит».

А вот для лечения фосфорной недостаточности в тяжёлых формах уже применяют другие препараты, содержащие гораздо большее количество необходимого макроэлемента, и эти препараты может назначать только врач после тщательного обследования и постановки диагноза - гипофосфатемия.

Препараты фосфора:

«Фитин»;
«Кальция глицерофосфат»;
«Глицерофосфат»;
«Липоцеребрин»;
«Гефефитин»;
«Фосфрен».

Важно! Недопустимо самолечение данными препаратами, так как они могут спровоцировать переизбыток фосфора, который чреват серьёзными последствиями.

Взаимодействие с другими веществами

Фосфор - это вещество, которое очень легко вступает в различные соединения. Поэтому его реакция зависима от многих других веществ. Точно так же другие вещества активно реагируют на него. Например, этот элемент препятствует всасыванию магния в крови. Потому его переизбыток может привести к магниевой недостаточности и, как следствие, малокровию (анемии). Также фосфор хорошо взаимодействует с кальцием, но его переизбыток способствует вымыванию кальция из костей, что приводит к нарушению их структуры и повышению ломкости. Поэтому соотношение кальция к фосфору должно быть 2 к 1. А вот слишком большое количество кальция тоже плохо влияет на фосфор, снижая его количество в организме. Потому, составляя свой рацион питания, очень важно сохранять баланс. Чтобы улучшить всасывание полезного макроэлемента, необходимо его употреблять вместе с некоторыми витаминами - а именно с , D и .

Знаете ли вы? Почти половина всех мировых запасов фосфора находится на территории Ближнего Востока.

Как мы видим, фосфор - необходимый для человека макроэлемент, который принимает участие не только в построении костей и зубов, но также влияет и на работу организма в целом, участвуя во многих процессах на клеточном уровне. Нехватка этого элемента имеет тяжёлые последствия, впрочем, как и его переизбыток, хотя последнее получить гораздо проще, учитывая огромное количество фосфатов, которые сейчас повсеместно используются при производстве пищевой продукции. Самое главное, чтобы питание было здоровым, а рацион сбалансированным, что и станет залогом равновесия элементов в организме.

Фосфор является одним из участников практически всех биохимических реакций, происходящих в организме, поэтому он крайне необходим человеку. В человеческом организме ему отводится очень важная роль - он отвечает за нормализацию роста зубной и костной тканей, а также поддерживает их здоровье и целостность на протяжении всей жизни человека. В этой статье мы расскажем, за что отвечает фосфор в организме человека.

Примерно 86% этого микроэлемента концентрируется в минеральной части зубов и костей человека. Остальные 14% распределяются в остальных органах, а также в мышцах и жидкостях.

Фосфор в организме: его р оль и свойства

Фосфорная кислота принимает непосредственное участие в построении ферментов (фосфатазов), благодаря которым правильные химические реакции в организме становятся возможными. Кроме того, фосфорная кислота обеспечивает нормальный жировой обмен, участвует в синтезе и распаде крахмала и гликогена. Входит она и в состав тканей мозга, нервных клеток и скелета.

Ученые утверждают, что фосфор необходим для нормального процесса мышления, а также для движения, поскольку именно соединения, содержащие фосфор, способствуют сокращению мышц. Участвует фосфорная кислота и в процессах дыхания и брожения, то есть в процессах, основных для любого живого существа.

Значим данный элемент и для обмена веществ в организме, в частности, он принимает участие в нормализации обмена белков и углеводов, а также внутриклеточного и внутримышечного обменов.

Кроме того, фосфор необходим и для энергетического обмена: различные процессы в мышцах, тканях и клетках проходят с помощью соединений, включающих этот микроэлемент, таких как аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) и креатинфосфат. Нехватка этих соединений может обернуться прекращением мышечной деятельности, что ведет к прекращению любой деятельности вообще: и нервной, и двигательной, и умственной.

Взаимодействуя с жирными кислотами и белками, микроэлемент образует , который способствует образованию оболочек клеток и мозга. К слову, различные физические и психоэмоциональные нагрузки приводят к тому, что лецитин очень быстро расходуется и, при недостаточном поступлении фосфора, клетки теряют свою защиту.

Фосфор также входит в состав нуклеиновых кислот, которые отвечают за хранение и передачу генетической информации, за деление клеток и их рост.

Помимо прочего, фосфор содержится в различных жидкостях организма, в том числе и в крови, что способствует поддержанию баланса кислот и щелочей. С помощью некоторых ферментных реакций, фосфор отвечает за образование витаминов.

Фосфор обладает способностью снимать болевые ощущения, появляющиеся в результате болезней суставов, также этот элемент помогает предотвратить возникновение артрита.

Суточная потребность в фосфоре

Ежесуточно человеку необходимо потреблять примерно 1200 мг этого микроэлемента. Кстати, дефицит фосфора - явление достаточно редкое, поскольку он содержится во многих продуктах питания. Недополучать суточную норму могут разве что очень строгие вегетарианцы, употребляющие в пищу ягоды и плоды, выросшие на почве, бедной фосфором.

Фосфор в продуктах

Фосфор в своем составе имеют продукты и растительного, и животного происхождения. В частности, много его в орехах, в различных крупах, в бобовых культурах, в продуктах из цельного зерна, в шпинате, в черном хлебе, в моркови, в тыкве, в капусте, в петрушке, в грибах и ягодах. Помимо этого, фосфор содержат молоко, мясо, рыба, сыр, говяжья печень, яйца и икра осетровых рыб.

Отличный источник фосфора, к тому же натуральный, это костная мука с добавлением витамина D .

Недостаток фосфора

Дефицит фосфора ухудшает общее самочувствие, появляется слабость, апатия, а периоды интеллектуальной активности сменяются нервным истощением. Кроме того, появляются острая восприимчивость и депрессии.

Дефицит фосфора может быть вызван нарушением обмена веществ, присутствием в организме кальция, алюминия и магния в большом количестве, чрезмерным потреблением газированных напитков, отравлениями, в том числе алкогольными и наркотическими. Различные хронические заболевания щитовидной железы и почек также ведут к дефициту фосфора. Новорожденным детям дефицитом фосфора и, как следствие, формированием рахита грозит искусственное вскармливание.

Помимо вышеперечисленных симптомов, дефицит микроэлемента может вызвать ухудшение аппетита и внимания, болевые ощущения в мышцах и костях, частое появление простудных и инфекционных заболеваний, нарушения функционирования печени, патологии сердца, проблемы с обменом веществ, остеопороз, кровоизлияния, ухудшение работы иммунитета.

Избыток фосфора

Избыток фосфора порождает образование камней в почках, развитие лейкопении и анемии. Также избыток микроэлемента приводит к поражению таких органов, как печень и кишечник. Помимо этого возникают кровоизлияния и кровотечения, в костях концентрируются фосфаты, формируется остеопороз, в связи с быстрой потерей кальция костной тканью.

Избыток фосфора может вызвать отравление, которое приводит к сбою работы пищеварительной системы, сердца, почек и печени, а также к возникновению геморрагий, то есть небольших кровоизлияний, например, на сетчатке глаза.

К избытку микроэлемента приводит чрезмерное потребление продуктов с высоким содержанием белка, консервов. Кроме этого, избыток фосфора вызывается нарушенным обменом веществ и длительным взаимодействием с различными соединениями фосфора органического.

Как обеспечить правильное усвоение фосфора организмом?

Полезные свойства фосфора уменьшаются при избытке в организме алюминия, железа и магния. Если же фосфора в организме более чем достаточно, то постепенно исчезает кальций и хуже работает магний, что грозит болями в области спины, мигренями, аритмией и другими болезнями.

Сбалансировать количество фосфора поможет правильное питание. К примеру, людям после 40 рекомендуется сократить потребление мяса и консервов и увеличить потребление молочных продуктов и листовых зеленых овощей - это снимет лишнюю нагрузку с почек, которые будут вырабатывать больше фосфора.

В организме фосфор отлично взаимодействует с кальцием, превышающим его количество в два раза, и витамином D . Витамин В3 вообще без данного микроэлемента не усваивается, а это чревато нарушениями работы почек и сердца, сбоями в обменных процессах, затрудняет дыхание клеток и снабжение их необходимой энергией, препятствует передаче нервных импульсов.

Больше фосфора необходимо потреблять тем, кто испытывает нехватку белка, принимает гормональные препараты или злоупотребляет сахаром. Лучше всего микроэлемент усваивается в присутствии витаминов D , F , А, калия, железа, кальция и магния.

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 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 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×Н 2 . 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 НРО 4 2- и Н 2 РО 4 - , 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 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, 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 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.

В каких продуктах содержится фосфор? Как история его открытия связана с мифическим философским камнем? Сколько мг составляет суточная потребность? Какие функции выполняет в организме? Симптомы дефицита и избытка.

Фосфор не встречается в чистом виде, потому что для него характерна высокая химическая активность, за счёт которой он быстро взаимодействует с другими элементами. Его выделил в 1669 году алхимик Хенниг Бранд, который мечтал об открытии мифического философского камня, способного каким-то чудом превращать металлы в золото. В своих опытах Бранд использовал метод отстаивания и выпаривания мочи, в результате чего в осадке появлялись желтоватые кристаллы, светящиеся в темноте – фосфор. И лишь в конце 19 века учёные выяснили, что фосфор замечателен не только как удивительный светящийся кристалл, это ещё и полезный для человека химический элемент.

Какие функции фосфор выполняет в организме человека?

Вместе с кальцием он составляет основной минеральный комплекс костной ткани – оксиапатита.
Является частью фосфолипидов, которые находятся в липопротеиновых мембранах клеток и субклеточных органеллах.
Входит в состав нуклеиновых кислот и нуклеотидов (ДНК и РНК).
Обеспечивает ряд ферментативных процессов, участвуя в большинстве коферментов.
Помогает организму получать энергию благодаря своим макроэргическим соединениям – АТФ и креатинфосфату (они аккумулируют энергию, освобождающуюся при окислительном фосфорилировании и гликолизе).
Поддерживает кислотно-щелочное равновесие.

Уровень содержания в организме этого микроэлемента регулируется витамином , паратгормоном и кальцитонином. При приёме фосфорсодержащих препаратов следует знать, что большое его количество в пище может существенно затруднить всасывание магния. «Помощниками» фосфора по усвоению являются витамины А (ретинол), D (кальциферол) и F (линоленовая, линолевая и ).

Бобовые (фасоль, горох), дрожжи, кукуруза, сыр, молоко и молочные продукты, отруби, желток яйца, сухофрукты, чеснок, семечки подсолнечника, рыба, домашняя птица, мясо.

Суточная потребность фосфора

Для взрослого человека составляет 1600 мг. В повышенной потребности нуждаются женщины во время беременности и лактации (1800-2000 мг), а также спортсмены во время интенсивных физических нагрузок. Следует знать, что соотношение фосфора и кальция, поступающих в организм, должно быть 1:2 (т.е. Ca в 2 раза больше, чем P).

Дефицит фосфора в организме человека

Причиной развития фосфорного дефицита может быть длительный приём антацидных лекарственных средств (понижающих кислотность). Вследствие такого недостатка у человека появляются боли в костях и мышцах, слабость, пародонтоз, кариес. Другими причинами могут быть:

диетическое питание с низким содержанием белка;
повышенное поступление в организм железа, магния, бария, алюминия, кальция;
алкоголизм;
эндокринные заболевания;
хронические заболевания почек;
употребление лимонадов в большом количестве.

Для недоношенных детей и тех, кто находится на искусственном вскармливании, недостаточное усвоение фосфора проявляется в виде D-независимого гипофосфатемического рахита.

Избыток

Переизбыток характерен в том случае, если в рационе питания преобладают рыба, мясо и зерновые продукты. Всё это приводит к уменьшению плотности кости (остеопорозу), из-за чего переломы появляются даже при небольшом физическом воздействии. Если в организме много фосфора, то кальций начинает хуже всасывается кишечником, а витамин D медленнее преобразуется в активную форму. Как итог – происходит интенсивное вымывание кальция из организма (костной и зубной ткани).