Содержание:
- 1 Участие фосфора в биологических процессах организма
- 2 Фосфор в продуктах питания
- 3 Недостаток фосфора в организме человека
- 4 Избыток фосфора в организме человека
- 5 Вред фосфатов, применяющихся в пищевой промышленности
- 6 Взаимодействие фосфора с другими элементами и лекарствами
- 7 2. Составьте схему круговорота и покажите перемещение фосфорсодержащих соединений
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).
История «путешествий» фосфора на Земле, или, как говорят ученые-геохимики, его миграция, очень интересна и поучительна. Атомы фосфора, как и всех других элементов, постоянно участвуют в великом природном круговороте веществ.
Фосфор – относительно редкий элемент. По данным академика А.Е.Ферсмана, его весовой кларк (процентное содержание элемента в земле) равен всего 0,12%. В таблице распространенности химических элементов в земной коре он стоит на 13-м месте вслед за углеродом и хлором, перед серой. К тому же фосфор – элемент, редко накапливающийся в больших количествах, и потому его относят к числу рассеянных.
В свободном виде в природе по причине своей очень сильной окисляемости он не встречается, но входит в состав многих минералов (их насчитывается до 120) и множества органических веществ. Большинство минералов, содержащих фосфор, являются редкими. Наиболее важные минералы (природные фосфаты) – апатит, вивианит, а также осадочная горная порода фосфорит, состоящая из мелкокристаллического или аморфного фосфата кальция с примесью некоторых других веществ.
Несмотря на свою малую распространенность и разбросанность, фосфор, однако, имеет исключительно важное значение в жизни растительных и животных организмов. Он входит в состав большинства растительных и животных белков и протоплазмы. Фосфор – биогенный элемент. Академик Ферсман называл фосфор элементом жизни и мысли.
Источником всех фосфорных соединений в природе следует признать апатит – фосфат кальция, содержащий переменное количество фтора и хлора. В зависимости от преобладания в апатите фтора или хлора образуются минералы фторапатит Са5F(РO4)3 или хлорапатит Са5Сl(PO4)3. Они содержат от 5 до 36% P2O5.