Фосфор – роль в организме, избыток и недостаток, в каких продуктах содержится, в таблетках

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).

Потеря аппетита

Причиной внезапной потери аппетита может стать анемия, связанная с недостатком фосфорной кислоты. Отсутствие ценного макроэлемента ухудшает процесс кроветворения. Одновременно мозг не получает нужные импульсы и человек просто не чувствует голод. Вкусовые рецепторы перестают реагировать должным образом, полностью блокируя интерес к еде.

Самолечением заниматься нельзя – принудительное питание может привести к тошноте и рвоте. Скорректировать состояние может только врач, так что откладывать визит к нему не стоит.

P2

Два атома фосфора объединяются в молекулу P2 при температуре порядка 1000°C.

При более низких температурах фосфор существует в четырехатомных молекулах P4, а также в более устойчивых полимерных молекулах P∞.

Аллотропные модификации фосфора:

• Белый фосфор — чрезвычайно ядовитое (летальная доза белого фосфора для взрослого человека составляет 0,05—0,15 г) воскоподобное вещество с запахом чеснока, без цвета, люминисцирующее в темноте (процесс медленного окисления в P4O6); высокая реакционная способность белого фосфора объясняется некрепкими связями Р-Р (у белого фосфора молекулярная кристаллическая решетка с формулой P4, в узлах которой расположены атомы фосфора), которые достаточно легко разрываются, в результате чего белый фосфор при нагревании или в процессе длительного хранения переходит в более устойчивые полимерные модификации: красный и черный фосфор. По этим причинам белый фосфор хранят без доступа воздуха под слоем очищенной воды или в специальных инертных средах.
• Желтый фосфор — огнеопасное, сильно ядовитое вещество, в воде не растворяется, легко окисляется на воздухе и самовозгорается, при этом горит ярко-зеленым ослепительным пламенем с выделением густого белого дыма.
• Красный фосфор — полимерное, нерастворимое в воде вещество со сложной структурой, обладающее наименее реакционной способностью. Красный фосфор широко применяется в промышленном производстве, т. к. не так сильной ядовит. Поскольку на открытом воздухе красный фосфор, впитывая влагу, постепенно окисляется с образованием гигроскопичного оксида («отсыревает»), образует вязкую фосфорную кислоту, поэтому, красный фосфор хранится в герметически закрытой таре. В случае отмокания красный фосфор очищают от остатков фосфорной кислоты путем промывания водой, затем высушивают и используют по назначению.
• Черный фосфор — жирное на ощупь графитоподобное вещество серо-черного цвета, обладающее полупроводниковыми свойствами — наиболее устойчивая модификация фосфора со средней реакционной способностью.
• Металлический фосфор получают из черного фосфора под высоким давлением. Металлический фосфор очень хорошо проводит электрический ток.

Повышенная тревожность

Одна из основных функций фосфора – обеспечивать синтез нервных клеток. При стойкой нехватке нейронные связи разрушаются, человек начинает испытывать беспокойство, постоянную тревожность, в отдельных случаях возможны панические атаки или вспышки агрессии.

Не спешите глотать успокоительные: они помогают лишь на короткий срок, снимая симптом, но не устраняя причину. Рекомендуется сдать анализ крови и уточнить баланс макроэлеменов.

Роль и значение фосфора для организма человека

Главные задачи фосфора – обеспечить естественный рост костей и зубов и поддержка целостности данных тканей всю жизнь. Этот элемент располагается процентов на восемьдесят в минеральной части зубов и костей, остальная концентрация распределяется в мышечных тканях, в органах и жидкостях человеческого тела.

Фосфор для детей жизненно необходим. Его потребность на нужды детского организма гораздо выше, чем у взрослых. Макроэлемент, работающий вместе с другими элементами, и вырабатывает энергию для клеток. Переизбыток, как и дефицит, сказывается на здоровье.

Детский организм нуждается в активном строении костей. В этом ему помогает фосфор. Когда ребенок испытывает дефицит этого элемента, то начинает страдать скелет. В раннем возрасте может проявиться рахит, у детей постарше может наблюдаться остеопороз и деформация костей. Ребенок может перестать расти вверх.

Также не стоит забывать, что дефицит фосфора приводит к понижению интеллектуального развития. Падает работоспособность. Ухудшается память, появляется утомляемость. Ребенок может жаловаться на головные боли. Важно заметить, и понять, почему ребенок стал спокойным и тихим. Недостаток элемента приводит к явной апатии. Если вовремя не начать коррекционные мероприятия по восполнению этого необходимого вещества, то можно получить необратимые последствия в работе нервной системы.

Фосфор для зубов в любом возрасте необходим. Но в детском – эта потребность выше, чем у взрослого человека. Объясняется это особенностями анатомии и физиологии. Активный рост мышц, костей и зубов, все это требует изрядной дозы витаминных и питательных веществ, а так же минералов, которые идут на построение всех этих тканей. Польза фосфора безусловна – помогать в процессе роста костных тканей и укрепления зубных эмалей.

Макроэлемент нужен для работы всего организма человека. При некоторых заболеваниях он играет важную роль, например фосфор при диабете улучшает основной показатель этой болезни, процесс регулирования уровня сахара.

Функции фосфора в организме заключаются в образовании специальных ферментов. Интенсивная работа в процессе жирового обмена, помогает производить и расщеплять гликоген и крахмал. Макроэлемент помогает процессу мышления. Двигательная активность не возможна без него, потому что мышцы не могут сокращаться без фосфорных соединений. Главное для организмов – это дыхательная функция и переваривание, которое тоже происходит благодаря этому элементу.

Значение фосфора невозможно переоценить. Данный макроэлемент формирует высокоактивные соединения, такие как, лецитин. Он потребляется в большой массе при очень сильных психических, эмоциональных и физических нагрузках.

Соединения, где присутствует фосфор необходимы для:

• Защиты клеток;
• Хранения и передачи ДНК;
• Для роста и деления клеток;
• Поддержки кислотного и щелочного баланса;
• Запуска механизма для получения активной формы витаминов.

Важную роль он играет в получении оптимального состава крови.

Сонливость

Вы много спите, но постоянно ощущаете усталость и разбитость? Такое состояние может наблюдаться при нарушении обмена веществ: нужные элементы быстро выводятся из организма и не усваиваются. Стойкий дефицит фосфора вызывает резкое снижение работоспособности, быструю утомляемость, постоянные проблемы со сном.

Скорректировать состояние поможет включение в рацион продуктов, богатых фосфором:

• рыбы,
• морепродуктов,
• сливочного масла,
• печени,
• сушеных и свежих фруктов.

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:

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

Головные боли

Один из самых ярких симптомов фосфорного дефицита – частые головные боли: пульсирующие, давящие или опоясывающие. Возникают они в разное время дня, могут сопровождаться повышением давления, тошнотой, рвотой.

С трудом снимаются обезболивающими препаратами, боль, появившаяся с утра, может сопровождать в течение всего дня. Дискомфорт может быть связан с недостаточным поступлением кислорода в мозг или хронической нехваткой фосфорной кислоты в нервных клетках.

Химические свойства фосфора

Из всех аллотропных модификаций фосфора самой активной является белый фосфор (P4). Зачастую в уравнении химических реакций пишут просто P, а не P4. Поскольку, фосфор, как и азот, имеет много вариантов степеней окисления, то в одних реакциях он является окислителем, в других — восстановителем, в зависимости от веществ, с которыми он взаимодействует.

Окислительные свойства фосфор проявляет в реакциях с металлами, которые протекают при нагревании с образованием фосфидов: 3Mg + 2P = Mg3P2.

Фосфор является восстановителем в реакциях:

• с более электроотрицательными неметаллами (кислородом, серой, галогенами): соединения фосфора (III) образуются при недостатке окислителя 4P + 3O2 = 2P2O3
• соединения фосфора (V) — при избытке: кислорода (воздуха) 4P + 5O2 = 2P2O5

Фосфор выступает одновременно и окислителем, и восстановителем в реакциях диспропорционирования с водными растворами щелочей при нагревании, образуя (кроме фосфина) гипофосфиты (соли фосфорноватистой кислоты), в которых проявляет нехарактерную для себя степень окисления +1: 4P0+3KOH+3H2O = P-3H3↑+3KH2P+1O2

НАДО ЗАПОМНИТЬ: с другими кислотами, кроме указанных выше реакций, фосфор не реагирует.

Снижение подвижности суставов

До 85% фосфора содержится в суставах, костях и мышцах. При нехватке макроэлемента именно они страдают в первую очередь. Проблему усугубляет нехватка кальция: при его отсутствии фосфор из пищи усваивается хуже.

В тяжёлых случаях суставы опухают, малейшее движение причиняет боль. Возможны случайные вывихи и переломы с длительным восстановлением.

С возрастом это становится более заметным но иногда от проблем с суставами страдают совсем молодые люди, в том числе профессиональные спортсмены.

Дефицит фосфора — симптомы

• потеря аппетита;
• слабость;
• боль в суставах;
• боль в костях;
• проблемы с дыханием;
• электролитный дисбаланс;
• раздражительность.

В редких случаях у людей с низким уровнем фосфора может развиться кома или другие опасные для жизни осложнения. При низком уровне фосфора требуется лечение основного заболевания. Врач может рекомендовать изменить рацион питания или принимать добавки фосфора.

Научная статья по теме: Недостаточность микроэлементов вызывает нарушение сна.

Мышечная слабость

При нехватке фосфора объём мышечной массы снижается, мускулы слабеют, возникает непроизвольная дрожь, напоминающая озноб. Малейшее напряжение мышц отзывается болью, человек чувствует изнеможение при обычных повседневных действиях.

Такое состояние характерно для пожилых людей, а также тех, кто практикует безбелковые диеты. При ограничении количества белка фосфор из пищи практически перестаёт усваиваться.

Повышенная чувствительность кожи

Характерный симптом дефицита фосфора – внезапная необъяснимая чувствительность кожи. Дискомфорт причиняют даже небольшие перепады температуры, трение шерстяной одежды, случайные прикосновения. Могут обостриться аллергические проявления: сыпь, покраснение кожных покровов, шелушение, зуд. Проблема более заметна во время экстремальных перепадов температур летом и зимой.

Улучшить состояние кожи может сбалансированная диета и ежедневный приём рыбьего жира – натурального и безопасного источника фосфорной кислоты.

Применение

Фосфор является важнейшим биогенным элементом и в то же время находит очень широкое применение в промышленности. Красный фосфор применяют в производстве спичек. Его вместе с тонко измельчённым стеклом и клеем наносят на боковую поверхность коробка. При трении спичечной головки в состав который входят хлорат калия и сера, происходит воспламенение.

Элементарный фосфор

Пожалуй, первое свойство фосфора, которое человек поставил себе на службу, — это горючесть. Горючесть фосфора очень велика и зависит от аллотропической модификации.

Наиболее активен химически, токсичен и горюч белый («жёлтый») фосфор, потому он очень часто применяется (в зажигательных бомбах и пр.).

Красный фосфор — основная модификация, производимая и потребляемая промышленностью. Он применяется в производстве спичек, взрывчатых веществ, зажигательных составов, топлив, а также противозадирных смазочных материалов, в качестве газопоглотителя в производстве ламп накаливания.

Соединения фосфора в сельском хозяйстве

Фосфор (в виде фосфатов) — один из трёх важнейших биогенных элементов (NPK), участвует в синтезе АТФ. Большая часть производимой фосфорной кислоты идёт на получение фосфорных удобрений — суперфосфата, преципитата, аммофоски и др.

Соединения фосфора в промышленности

Фосфаты широко используются:

в качестве комплексообразователей (средства для умягчения воды), в составе пассиваторов поверхности металлов (защита от коррозии, например, т. н. состав «мажеф»),

Фосфатные связующие

Способность фосфатов формировать прочную трёхмерную полимерную сетку используется для изготовления фосфатных и алюмофосфатных связок

Ухудшение памяти

Одна из функций фосфорной кислоты – стимулирование клеток мозга. При повышенных умственных нагрузках количество фосфора в организме необходимо увеличить, так как его расход возрастает. При стойком дефиците сначала отмечаются незначительные проблемы с памятью, в перспективе сильно страдают интеллектуальные способности.

Такая ситуация характерна для школьников и студентов: в период сессий и экзаменов в рацион нужно включать как можно больше рыбы, морепродуктов, орехов.

Источники фосфора

В каких продуктах содержится фосфор больше всего?

Растительные и животные источники (мг на 100 г): семечки конопли (1650), сухие дрожжи (1290), тыквенные семечки (1233), черные семечки (1158), мак (870), горчица в порошке (828), кунжут (774), семечки дыни (755), какао в порошке (734), сыр «Пармезан» твердый (694), семена льна (642), кешью (593), сыр «Гауда» (546), овёс (523), грецкий орех (513), творог (500), фисташки (490), миндаль (481), карп (415), фасоль (407), арахис (397), горох (329), крупа гречневая (298), тунец (280), яйцо (198), курятина (178), кефир (140), картофель (58), капуста (31).

Химические источники (Р): «Этидронат», «Кальция глицерофосфат», «Фосален», витаминно-минеральные комплексы «Витрум», пищевые добавки Е338, Е339, Е340, Е341, Е342, Е343.

Синтез в организме: — .

Разрушение зубов

Фосфор – важный элемент костной ткани, в том числе и зубов. При взаимодействии с кальцием он формирует соли, обеспечивающие прочность эмали и предупреждающие микроповреждения, приводящие к кариесу.

Нарушения обмена веществ, приём препаратов, мешающих усвоению фосфора и кальция, длительные жёсткие диеты и некоторые наследственные заболевания провоцируют дефицит ценных макроэлементов, приводящий к необратимым последствиям. Для профилактики можно использовать фторированные зубные пасты, но они не отменяют ежегодного осмотра специалиста.

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.

Колебания веса

Дефицит фосфора провоцируют гематологические нарушения, приводящие к анемии. Это состояние может вызвать резкую потерю веса, сопровождающуюся потерей аппетита и усилением мышечной слабости. Подобная картина наблюдается при различных заболеваниях желудочно-кишечного тракта и приёме препаратов, содержащих магний или алюминий.

Эти элементы мешают усвоению фосфора. Попытка скорректировать диету может привести к внезапному набору веса и усилению обменного дисбаланса.

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