Как фосфор влияет на здоровье человека? Польза и роль фосфора для организма человека

Фосфор – микроэлемент, который необходим человеку для жизни. Без него не происходит ни одна биохимическая реакция в организме. Основной ролью фосфора в организме человека можно назвать обеспечение нормального роста костной и зубной ткани, а также дальнейшее поддержание их целостности в течение всей жизни человека .

Если рассматривать место расположения фосфора в организме, то 80% всего количества этого элемента находится в минеральной части зубов и костей, а оставшиеся проценты распределены в мышцах, жидкостях и органах.

Роль фосфора в организме

Фосфорная кислота является активным участником процесса построения фосфатаз – ферментов, которые «отвечают» за нормальное течение химических реакций в клетках. Эта самая кислота активно участвует в жировом обмене, производстве и распаде крахмала и гликогена, является одним из компонентов скелетной ткани, а особенно большое ее количество расположено в тканях нервных клеток и головного мозга.

Ученые утверждают, что без фосфора невозможен процесс мышления, человек даже не сможет двигаться, так как сокращение мышц происходит как раз за счет различных фосфорных соединений . Брожение и дыхание (процессы, которые являются основными для всего живого) также не могут протекать без присутствия фосфорной кислоты.

Кроме этого, фосфор участвует в следующих процессах:

1. Нормализует белковый и углеводный обмен . Причем, рассматриваемый микроэлемент принимает активное участие не только в «глобальных» обменных процессах, но и тех, которые протекают непосредственно внутри клеток и мышц.
2. Обмен энергии. Соединения фосфора (креатинфосфат и аденозинтрифосфорная кислота) обеспечивают протекание всех необходимых для нормальной жизнедеятельности организма процессов. Если запасы указанных фосфорных соединений присутствуют в недостаточном количестве, то может наступить настоящая трагедия – мышцы просто перестанут сокращаться, а нервная/двигательная или умственная деятельность станет просто невозможной.
3. Формирует высокоактивные соединения . Например, с белками и жирными кислотами – лецитин, который необходим для формирования клеточных и мозговых оболочек. Хорошо известно, что лецитин в огромных количествах расходуется организмом при чрезмерных нагрузках, причем, и физических, и психоэмоциональных. Если фосфора в организме будет недостаточно, то клетки головного мозга и всех остальных органов останутся незащищенными, что приведет к их гибели.
4. Входит в состав нуклеиновых кислот . Эти соединения хранят и передают наследственную информацию, несут ответственность за нормальное деление и рост клеток.
5. Поддерживает кислотно-щелочной баланс . Это обусловлено тем, что различные соединения фосфора входят в состав крови и других жидкостей. Кстати, именно благодаря фосфору могут образовываться активные формы витаминов – рассматриваемый микроэлемент «запускает» необходимые для этого процессы.

Недостаток фосфора в организме – что происходит

Даже если человек употребляет достаточное количество продуктов, в составе которых имеется фосфор, у него может возникнуть недостаток этого микроэлемента . И в таком случае человек будет ощущать слабость, предъявлять жалобы на общее недомогание. У него могут иметь место неожиданные всплески интеллектуальной активности, но на смену им всегда приходит нервное истощение. Люди, у которых имеется недостаток фосфора в организме, могут активно реагировать на окружающий мир, общаться и посещать людные места, а затем внезапно впасть в апатию и .

Недостаточность фосфора в организме может быть связана с:

• избытком в организме соединений , кальция, алюминия;
• употреблением большого количества газированных напитков;
• длительно текущими заболеваниями, в том числе и в хронической форме;
• наркотическими, ;
• патологии почек и щитовидной железы хронического характера.

Обратите внимание : нередко выявляется недостаток фосфора у маленьких детей, которые находятся на искусственном вскармливании. Такое развитие событий чревато для малыша .

Вообще, недостаток фосфора в организме человека обязательно себя проявит – например, начнутся серьезные проблемы с обменом веществ, нарушения работы печени. Обязательно будет отмечено снижение (частые инфекции и ), появятся боли в мышцах постоянного характера, аппетит ухудшится, вплоть до полной потери, концентрация внимания снизится. Недостаток фосфора может привести и к патологическим изменениям в сердце, и кровоизлияниям разного происхождения.

Избыток фосфора в организме

Слишком большое количество фосфора в организме человека тоже не есть хорошо. Подобное состояние приводит к:

• патологическим поражениям кишечника и печени;
• развитию и лейкопении;
• развитию кровоизлияний и кровотечений;
• потере костной тканью кальция;
• развитию .

Важно! Если произошло отравление фосфором, то есть в организм поступило одномоментно слишком большое количество этого микроэлемента, то происходит нарушение работы всей пищеварительной системы, сердца, печени и почек, появляется множество мелких кровоизлияний, в том числе и на сетчатке глаз.

В каком случае возможен избыток фосфора? Ну, во-первых, при длительном контакте с различными фосфорными соединениями – это может быть связано с трудовой деятельностью. Во-вторых, к избытку фосфора приводит злоупотребление консервами, лимонадом, белковыми продуктами. В-третьих, рассматриваемая проблема может возникнуть при нарушениях обмена веществ, если они не лечатся и не корректируются.

Фосфор в продуктах

Суточная потребность человека в фосфоре составляет 1200 мг и дефицит этого микроэлемента достаточно трудно допустить – пришлось бы стать строгим вегетарианцем и употреблять плоды/ягоды/овощи/фрукты, которые растут на почвах, бедных этим микроэлементом. Если же человек полноценно питается, то суточная доза фосфора поступает в его организм из многих продуктов:

• капуста, петрушка;
• орехи, бобовые, крупы;
• цельнозерновые продукты, черный хлеб;
• , чеснок, морковь;
• молоко, сыр;
• рыба, мясо, говяжья печень;
• ягоды и грибы;

Как обеспечить правильное усвоение фосфора

Если будет избыток алюминия, магния и железа, то фосфор в организме станет абсолютно неэффективным, даже если его количество находится в пределах нормы. В тоже время избыток фосфора приводит к потере кальция и плохой усвояемости магния, что чревато , болями в спине. Как отрегулировать процесс усвоения всех важных элементов в организме не в ущерб друг другу?

Врачи рекомендуют, в первую очередь, скорректировать собственный рацион питания. Например, в возрасте старше 40 лет на столе человека в приоритете должны находиться овощи и зелень, молочные продукты, а не мясо . Такая коррекция облегчит работу почек, и они смогут в активном режиме выводить из организма лишний фосфор. Не лишним будет учитывать еще несколько моментов:

1. Консервы, в которые добавляются фосфаты, могут привести к избытку фосфора в организме, так что увлекаться таким питанием не нужно.
2. Фосфор работает в нужном режиме в присутствии кальция и , но кальция должно быть вдвое больше, чем фосфора – молочные продукты должны быть в меню практически постоянно, так как они являются основными поставщиками кальция в организм.
3. Потребность в фосфоре значительно повышается при физических нагрузках и недостатке белка, чрезмерном употреблении сахара, длительном приеме некоторых гормональных препаратов.
4. Поможет усвоению фосфора витамины , F, а также калий, железо, магний и кальций в сбалансированных количествах. Поэтому важно периодически проходит курс приема поливитаминных комплексов, но только с разрешения врача.
5. Восполнять дефицит фосфора в организме лучше всего продуктами питания, но в особо тяжелых случаях может понадобиться и лекарственная терапия – будут назначены рибоксин, фосфоколин, фитин и другие медикаменты.

Фосфор в организме играет важнейшую роль, впрочем, как и другие микроэлементы. Недостаток или избыток его может привести к необратимым патологическим процессам, поэтому важно обеспечить поступление фосфора в организм в нормальных количествах. Поможет в этом специалист, а самостоятельное увеличение количества употребляемых продуктов, богатых фосфором, или прием каких-то витаминных комплексов приведет к крайне нежелательным последствиям.

Фосфор относится к группе сильнодействующих ядов. Белый фосфор - кристаллическая масса, плавящаяся при температуре 44,1°С, кипящая при 280° С и воспламеняющаяся при 38°С. Фосфор плохо растворяется в воде, хорошо - в органических растворителях.

Применяемый в настоящее время технологический процесс электротермической переработки фосфоритов и фосфора связан с выделением в воздушную среду паров фосфора, фосфористого водорода, фтористого водорода, угарного газа, пыли. Процесс сопровождается большими тепловыделениями от оборудования. Основными вредными факторами фосфорного производства по степени их распространенности являются пары желтого фосфора и фосфористый водород. Повышенные концентрации этих веществ могут иметь место в воздухе рабочей зоны при сливке шлака, феррофосфора; в процессе конденсации в производстве желтого фосфора, при нейтрализации фосфорной кислоты в производстве триполифосфата натрия; при барабанном переделе фосфора в производстве фосфида цинка.

Путями поступления в организм фосфора и его соединений являются ингаляционный, пероральный, кожный. Выделение из организма фосфора происходит через легкие, желудочно-кишечный тракт, с мочой и потом. Действие паров фосфора отчасти объясняется образованием его низших окислов. На влажной слизистой оболочке желудка фосфор может перейти в фосфорную кислоту, при этом часть фосфора может оставаться в элементарном состоянии. Фосфор поступает в организм в виде окислов и элементарного фосфора, депонируется преимущественно в костях и печени.

Патогенез . Патогенез фосфорной интоксикации изучен недостаточно. Политропность соединений фосфора обусловливает его влияние на различные органы и системы организма. Механизм повреждающего действия фосфора представляется сложным. Ведущее место отводится нарушению фосфором активности главных ферментных систем, обеспечивающих нормальное течение окислительных процессов, а также выработку энергетических ресурсов и осуществление главнейших метаболических процессов, в результате чего возникает нарушение различных видов обмена веществ, нарушается жизнедеятельность клетки, органа и организма в целом.

Клиника . При хронической фосфорной интоксикации (ХФИ) клинические проявления со стороны отдельных органов и систем организма не являются строго специфичными, однако определенная их совокупность является достаточно характерной для данной интоксикации. На ранних этапах воздействия на организм желтого фосфора выявляются изменения желудочно-кишечного тракта и нервной системы. В последующем присоединяются изменения со стороны сердечно-сосудистой и эндокринной систем, органов дыхания, почек, костной системы.

Изменения желудочно-кишечного тракта развиваются уже на ранних этапах воздействия фосфора. Характерна фазность изменений секреторной и моторной функции. При эндоскопическом исследовании желудка может определяться воспалительно-деструктивная перестройка слизистой. При сохраненной (и повышенной) секреции чаще выявляется распространенный поверхностный гастрит , реже гипертрофический. У больных с пониженной желудочной секрецией в большинстве случаев отмечается хронический гастрит , реже - поверхностный. В отдельных случаях при эндоскопии могут выявляться единичные, преимущественно плоскостные эрозии, а также симптом ниши. В целом клиника «фосфорного» гастрита отличается выраженностью болевого синдрома, частыми и длительными обострениями. Нередко у больных гастритами отмечается патологическая копрограмма, при исследовании кишечника методами ирригоскопии и ректороманоскопии - признаки колита .

Поражение печени часто встречается в клинической картине хронической фосфорной интоксикации. «Фосфорный» гепатит обычно характеризуется болевым и диспепсическим синдромами, увеличением размеров печени, выраженными дискинетическими нарушениями в желчевыводящей системе. При функциональном исследовании печени выявляются нарушения поглотительной и выделительной функции гепатоцитов, сдвиги в белковом обмене; в отдельных случаях незначительная гипербилирубинемия. Часто изменяется активность сывороточных ферментов. При сканографическом исследовании выявляется диффузное поражение паренхимы печени разной степени выраженности. Прижизненная биопсия печени позволяет обнаружить диффузную белково-жировую дистрофию гепатоцитов, в ряде случаев с наличием некротических изменений в них.

Токсический «фосфорный» гепатит может развиваться и протекать в двух клинических вариантах: 1) как одно из основных проявлений хронической фосфорной интоксикации при наличии симптомов поражения со стороны других органов и систем организма; 2) как единственная самостоятельная нозологическая форма интоксикации фосфором без наличия заметных функциональных и органических изменений со стороны других систем и органов. Второй клинический вариант чаще наблюдается у лиц с небольшим производственным стажем либо после имевшего место ранее острого отравления фосфором.

По клиническим проявлениям и течению гепатит при хронической фосфорной интоксикации близок к «персистирующей» форме, хотя не исключается возможность развития активных форм с исходом в цирроз печени . Токсический «фосфорный» гепатит может развиваться при сравнительно небольшом стаже работы в контакте с фосфором (3-5 лет). Прогрессирование патологического процесса в печени может наступить и после прекращения контакта с фосфором и его соединениями.

Уже на ранних этапах воздействия на организм фосфора в патологический процесс вовлекается нервная система, клинически это проявляется астеновегетативным и астеноневротическим синдромом. Основные жалобы больных - на головные боли различного характера, головокружение, выраженную общую слабость, повышенную раздражительность и утомляемость, нарушение сна, диффузные боли, реже слабость в конечностях. При объективном обследовании определяются красный или белый дермографизм, общий гипергидроз , оживление или угнетение сухожильных рефлексов, дистальный тип гипестезии.

Признаки органического поражения центральной нервной системы, наблюдающиеся в отдельных случаях у больных с выраженной степенью ХФИ, укладываются в картину токсической энцефалопатии.

Объективно органическая симптоматика проявляется анизокорией, угнетением рефлексов со слизистых оболочек, недостаточностью конвергенции мелким нистагмом, сглаженностью носогубных складок, анизорефлексией, неустойчивостью в позе Ромберга. Отмечаются психопатологические расстройства.

Таким образом, клиническая симптоматика поражения нервной системы у больных хронической фосфорной интоксикацией характеризуется преимущественно функциональными нарушениями и лишь в случаях выраженной степени интоксикации изменения протекают с органическими знаками.

Признаки поражения сердечно-сосудистой системы могут проявляться довольно рано. При относительно небольшом стаже работы (3-5 лет) в ряде случаев развиваются признаки нейроциркуляторной дистонии (лабильность пульса, неустойчивость артериального давления). В дальнейшем эти явления стабилизируются или нарастают, возможно развитие как гипертонического, так и гипотонического типа дистонии.

Кардиальные нарушения характеризуются болями в области сердца, перебоями, сердцебиением, признаками дистрофии миокарда. Объективно отмечается глухость либо приглушенность тонов сердца, систолический шум на верхушке, незначительное увеличение границ сердца влево. На ЭКГ выявляются нарушения функции автоматизма (аритмии - синусовая брадикардия и тахикардия), что свидетельствует об изменениях метаболизма в сердечной мышце, возможно связанных с нарушениями окислительно-восстановительных процессов и изменениями в нервной регуляции. В ряде случаев выявляются нарушения функции проводимости (внутрипредсердной, внутрижелудочковой), а также изменения фазы реполяризации (снижение интервала 5-Т, сглаживание и уплощение зубца Т в грудных отведениях).

Патология костной системы в клинической картине хронической фосфорной интоксикации встречается достаточно часто. Подавляющее большинство больных жалуются на преходящие либо постоянные боли в костях верхних и нижних конечностей, а также в области костей таза, в шейном и поясничном отделах позвоночника, усиливающиеся в ночное время. Нередко отмечаются скованность и боли в суставах, в особенности крупных. В то же время рентгенологические изменения в костях могут не выявляться. Лишь в единичных, весьма редких случаях при далеко зашедшей стадии интоксикации рентгенологически диагностируются значительные изменения в трубчатых костях: остеопериостоз, эностоз, сужение просветов костномозговых каналов. У больных хронической фосфорной интоксикацией могут обнаруживаться очаговый остеопороз нижней челюсти, снижение высоты альвеолярного края нижней челюсти, расширение парадонтальных щелей. При изучении состояния костной ткани радиоизотопным методом обнаруживаются изменения, свидетельствующие об интенсивных остеобластических процессах.

Таким образом, в условиях современного фосфорного производства костная патология имеет преимущественно начальный функциональный характер, весьма редко проявляется в форме выраженных остеосклеротических изменений, регистрируемых рентгенологически.

Поражение верхних дыхательных путей развивается в результате преимущественно местного действия фосфора и его соединений на слизистую оболочку и может проявляться как изолированно, так и в сочетании с изменениями общетоксического характера со стороны других органов и систем организма. Больные в этих случаях жалуются на чувство жжения в носу, водянистое или слизистое отделяемое из носа, затруднение носового дыхания, наличие сухости в носовой полости и носовые кровотечения, першение в горле, кашель, частую охриплость голоса. При объективном исследовании выявляются хронические катаральные, гипертрофические, субатрофические и атрофические процессы в носу, глотке и гортани.

При хронической фосфорной интоксикации патология почек не выражается определенными клиническими синдромами. Вместе с тем специально проводимые исследования функции почек, как суммарной, так и функционального состояния отдельных участков нефрона, показали в ряде случаев снижение (ограничение) концентрационной и фильтрационной функции почек, а также секреторно-экскреторной функции канальцевого аппарата (исследование проводилось методом радиоизотопной ренографии с гипоураном и методом сцинтиграфии на гамма-камере).

Уже на ранних этапах воздействия фосфора на организм работающих наблюдаются нарушения функции эндокринных желез, в особенности мужских гонад. Определение уровня тестостерона в сыворотке крови свидетельствует о его снижении. Клинически эти изменения проявляются как выраженное снижение половой функции (ярко выраженная фосфорная фригидность). Исследованиями показано, что у больных хронической фосфорной интоксикацией наблюдается также угнетение функциональной активности надпочечников и щитовидной железы и усиление деятельности гипофиза.

Диагностика и клиническое течение хронической фосфорной интоксикации . При установлении диагноза наряду с наличием синдрома ХФИ исключительное значение имеет учет и анализ критериев, определяющих профессиональный генез заболевания: документированные данные о санитарно-гигиенических условиях труда с указанием на концентрации элементарного фосфора и других его соединений, сведения о стаже работы в контакте с фосфором, данные предварительного и периодических медицинских осмотров, частота обращаемости за медицинской помощью по поводу заболеваний, входящих в синдром интоксикации, а также наличие повышенного содержания фосфора в биосубстратах, особенно в крови.

Принято различать три стадии хронической профессиональной фосфорной интоксикации.

Стадия I (легкая степень интоксикации) характеризуется преимущественно совокупностью функциональных нарушений. Наиболее частыми являются нарушения со стороны желудочно-кишечного тракта в форме гастритов с измененной секреторной функцией (чаще повышенной) и кинетикой, а также печени по типу персистирующего легко выраженного гепатита. Характерными являются нарушения со стороны вегетативно-нервной и сердечно-сосудистой систем, проявляющиеся в форме нейроциркуляторной дистонии либо легко выраженного астеновегетативного синдрома. Возможны изменения, свидетельствующие о развитии признаков токсической миокардиодистрофии. Со стороны верхних дыхательных путей определяются катаральные гипертрофические, реже субатрофические изменения слизистой оболочки носа, глотки, реже гортани. Уже на данной стадии заболевания больные жалуются на выраженные преходящие боли в костях (при отсутствии рентгенографических признаков поражения костей), мышечную слабость и снижение потенции.

Стадия II (интоксикация средней тяжести) диагностируется на основании прогрессирования патологических изменений, усиления субъективной и объективной симптоматики по тем же органам и системам, появления в них органических изменений. Значительную выраженность приобретают желудочно-кишечный и неврологический симптомокомплексы. Усиливаются проявления гастрита, сопровождающегося выраженным болевым синдромом, частыми и длительными обострениями при наличии выраженного снижения секреции, вплоть до ахлоргидрии. В ряде случаев при эндоскопическом исследовании выявляются множественные эрозии, которые чаще отмечаются при сниженной секреции и атрофическом гастрите, а иногда и язвенном процессе. Со стороны гепатобилиарной системы - увеличение признаков токсического гепатита: стойкий болевой синдром, объясняющийся наличием дискинетических расстройств в желчевыводящих путях. Нарастают изменения со стороны печеночных проб, характеризующих состояние тех или иных видов обмена и нарушения секреторно-экскреторной функции гепатоцитов по данным радиоизотопной гепатографии. При сканировании выявляется диффузное поражение паренхимы печени. Астеновегатативный синдром становится более выраженным, приобретает клинику психовегетативного синдрома, нарастают клинические признаки миокардиодистрофии, подтверждаемые соответствующими изменениями ЭКГ и ФКГ. Усугубляются признаки дистрофических изменений верхних дыхательных путей, проявляясь главным образом атрофическими процессами в слизистой оболочке. Боли в костях и мышцах делаются постоянными, часто нестерпимыми. Однако рентгенологические изменения в костях выявляются редко. При полном прекращении контакта с фосфором и лечении возможно частичное восстановление или стабилизация процесса.

Стадия III (тяжелая степень интоксикации) в настоящее время встречается крайне редко. Нарушения со стороны органов и систем характеризуются дальнейшим нарастанием органических изменений. Развиваются тяжелые необратимые изменения с суб- и декоменсацией важнейших физиологических систем организма. Распознавание III стадии интоксикации не является особо затруднительным ввиду тяжелого общего состояния больных и значительной выраженности патологии со стороны большинства органов и систем организма. При этом могут иметь место выраженные изменения со стороны опорно-двигательного аппарата в виде ограниченного или редко генерализованного остеосклероза с ограничением подвижности позвоночника и суставов конечностей. Наблюдаются повторные патологические переломы различных костей. Характерно тяжелое агрессивное течение токсического гепатита с возможным переходом в цирроз печени, органическое поражение нервной системы в форме токсической энцефалопатии , в большинстве случаев протекающей по типу психоорганического синдрома. У всех больных этой стадии заболевания диагностируется выраженное снижение половой функции. Тяжелые изменения развиваются в мышце сердца, а также со стороны других органов и систем.

Лечение . Специфических методов терапии хронической фосфорной интоксикации не существует. Лечение проводится симптоматическое с учетом выраженности клинического синдрома интоксикации.

Экспертиза трудоспособности . Вопросы экспертизы трудоспособности при хронической фосфорной интоксикации решаются в зависимости от степени тяжести и особенностей течения болезни. При установлении диагноза I (легкой) степени ХФИ рекомендуются лечение и временный перевод (сроком до 2 месяцев) на работу без воздействия фосфора и других вредных факторов, желательно последующее использование очередного отпуска.
Интоксикация II степени (средней тяжести) является показанием к постоянному прекращению контакта с фосфором. Показаны в основном лечение симптоматическое, диспансерное наблюдение, рациональное трудоустройство, при необходимости переквалификация. На время получения новой специальности больного следует направить на ВТЭК для определения степени утраты профессиональной трудоспособности, группы инвалидности.

При тяжелой (III) степени ХФИ наблюдается стойкая утрата трудоспособности. В таких случаях обычно на длительный срок определяется инвалидность по профессиональному заболеванию . Больные этой группы подлежат диспансерному наблюдению и периодическому лечению в специализированном стационаре.

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?

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

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.

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).

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.