Фосфор - макробиогенный элемент

 

РЕФЕРАТ

 

ФОСФОР  -  МАКРОБИОГЕННЫЙ ЭЛЕМЕНТ

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение 3

2. Фосфор - макробиогенный  элемент 4

История открытия фосфора 4

Фосфор в  периодической системе химических элементов 5

Суточная  норма. Источники питания 5

Биологическая роль фосфора 6

Избыток фосфора 7

Недостаток  фосфора 8

Лекарственные препараты содержащие фосфор 9

3. Выводы 11

4.Приложения 12

5. Литература 15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение

 

Фосфор является одним  из основных макроэлементов организма  человека. Он относится к жизненно необходимым веществам, входит в состав всех тканей организма, особенно костной ткани, мышц и мозга, участвует во всех видах обмена веществ. Представляет собой необходимый компонент внутриклеточной АТФ. Входит в состав белков, нуклеиновых кислот, нуклеотидов и других биологически активных соединений. Фосфор является основой скелета, зубов животных и человека. Фосфатная буферная система является одной из основных буферных систем крови. Фосфор - элемент необходимый  для нормального функционирования организма человека.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Фосфор - макробиогенный элемент

История открытия фосфора

Фосфор открыт гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году. Подобно другим алхимикам, Бранд пытался отыскать философский камень, а получил светящееся вещество. Бранд сфокусировался на опытах с человеческой мочой, так как полагал, что она, обладая золотистым цветом, может содержать золото или нечто нужное для добычи. Первоначально его способ заключался в том, что сначала моча отстаивалась в течение нескольких дней, пока не исчезнет неприятный запах, а затем кипятилась до клейкого состояния. Нагревая эту пасту до высоких температур и доводя до появления пузырьков, он надеялся, что, сконденсировавшись, они будут содержать золото. После нескольких часов интенсивных кипячений получались крупицы белого воскоподобного вещества, которое очень ярко горело и к тому же мерцало в темноте. Бранд назвал это вещество phosphorus mirabilis (лат. «чудотворный носитель света»). Открытие фосфора Брандом стало первым открытием нового элемента со времён античности.

Несколько позже фосфор был получен  другим немецким химиком — Иоганном Кункелем.

Независимо от Бранда и Кункеля фосфор был получен Р. Бойлем, описавшим его в статье «Способ приготовления фосфора из человеческой мочи», датированной 14 октября 1680 года и опубликованной в 1693 году.

Усовершенствованный способ получения  фосфора был опубликован в 1743 году Андреасом Маргграфом.

Существуют данные, что фосфор умели  получать ещё арабские алхимики в XII в. То, что фосфор — простое вещество, доказал Лавуазье.

В 1669 году Хеннинг Бранд при нагревании смеси белого песка и выпаренной мочи получил светящееся в темноте вещество, названное сначала «холодным огнём». Вторичное название «фосфор» происходит от греческих слов «φῶς» — свет и «φέρω» — несу. В древнегреческой мифологии имя Фосфор (или Эосфор, др.-греч. Φωσφόρος) носил страж Утренней звезды. ( Рис.1) [1,3]

Фосфор в периодической системе химических элементов

Фосфор  — химический элемент третьего периода периодической системы,  имеет атомный номер 15, р-элемент. Электронная формула - 1s ²2s ²2p ⁶3s ²3 p³   [1]   

Суточная норма. Источники питания

Суточная норма фосфора для взрослого здорового человека колеблется в пределах 800-1500 мг. Для детей ввиду более активного протекания у них процесса костеобразования эти показатели несколько увеличиваются. Более высокой является суточная норма фосфора и для беременных женщин, а также матерей, кормящих грудью. Большую потребность в фосфоре испытывают и спортсмены, подвергающие свой организм значительным физическим нагрузкам.

При этом фосфор в достаточно больших  количествах содержится во многих продуктах питания, поэтому его очевидный недостаток в организме возникает чрезвычайно редко. Так, основными источниками данного элемента являются молочные продукты (в частности, творог и сыры),все без исключения сорта рыбы, яйца и особенно желтки, бобовые культуры и мясо. Немалое количество фосфора находится и в орехах, особенно грецких, кедровых и миндале, в овсянке, а также в пшеничных отрубях и в кунжуте. Богаты этим элементом и такие субпродукты, как бараньи и свиные почки, телячья печень, а также различные изготовленные из них продукты, к примеру, печеночный паштет. (таблица №1) [4]

Биологическая роль фосфора

Биологическая роль фосфора  очень велика. Необходимо отметить следующее:

• Он входит в состав нуклеиновых кислот, участвующих в процессах роста и деления клеток, хранения и использования генетической информации.
• В составе костей скелета содержится примерно 85% от всего фосфора, находящегося в организме.

Кость или костная ткань - высокоразвитая и детально дифференцированная мезенхимальная соединительная ткань. Это прочный каркас, механическая основа для всего организма человека, сложная система рычагов для опорно-двигательного аппарата, прочная защита таких легко уязвимых органов, как головной и спинной мозг и их оболочки, легкие, сердце, органы средостения. В костях находится костный мозг - орган кроветворения. Главная особенность костной ткани - большое количество минеральных солей, причем из них фосфорная известь составляет 85% кости, углекислый кальций - 10,5% кости, фосфорнокислая магнезия - 1,5% кости, натрий, калий и примеси хлора - 3% кости.  
Фосфорнокислые соли, имеющие кристаллическое строение с правильным и закономерным расположением кристаллов в кости, имеют строение фосфатита-апатита, а именно гидроксил-апатита. Фермент фосфатаза расщепляет фосфорные соединения крови, освобождая ионы фосфора, которые образуют соединения с кальцием - нерастворимые соли фосфорнокислого кальция, которые и откладываются в межклеточной субстанции в виде апатитов. 

• Фосфор обеспечивает нормальную и здоровую структуру десен и зубов.
• Он существенно влияет на правильную работу почек и сердца.
• Принимает участие в процессах накопления и освобождения энергии в клетках.
• Задействован в передаче нервных импульсов.
• Немаловажное значение фосфора: элемент способствует обмену жиров и крахмалов.
• Остатки фосфорной кислоты входят в состав буферной системы крови, регулируя ее значение рН

В организме фосфор содержится в виде соединений – липидов, неорганических фосфатов, нуклеотидов.

Содержание фосфора в  организме способствует регулированию  паратгормона, кальцитонина и витамина Д.

Для правильного функционирования данного элемента требуется достаточное  количество кальция и витамина D. При этом важно не столько количество самого фосфора, сколько его соотношение с кальцием.

Проведение биохимического анализа, определяющего содержание фосфора в крови, – очень важный этап диагностики заболеваний почек, костей, паращитовидных желез.

Вообще фосфору и кальцию  отводится особая роль в обмене веществ. Они незаменимы для организма, несмотря на то, что не имеют какой-либо питательной  ценности и не несут в себе энергии. Их главнейшей функцией является связь  с белками и участие в образовании  костной ткани. Это крайне важно  для интенсивного роста молодых  особей. [2,4]

Избыток фосфора

Излишнее поступление фосфора  в организм вероятно при длительном преобладании в питании мясных, рыбных и зерновых продуктов. Избыточное количество вещества негативно отражается на нервной  системе. Вначале наблюдается возбужденное состояние, а когда произойдут органические изменения, возможны параличи. Одними из симптомов избытка фосфора являются: - прогрессирующее уменьшение плотности костной ткани (остеопороз), что приводит к болям и переломам даже при незначительных травмах; - тяжелый атеросклероз (уплотнение артерий), который способствует развитию инсультов, инфарктов и нарушениям кровообращения; - омертвение тканей; - сильное жжение в ладонях. Избыток фосфора нарушает всасывание кальция из кишечника, тормозит образование активной формы витамина D, связывает часть кальция в крови, что ведет к его выведению из костей и отложению солей кальция в почках и кровеносных сосудах. Повышенное количество фосфорных соединений нарушает образование активной формы витамина D, а также нарушает всасывание кальция из кишечника, отчего начинается активное вымывание кальция уже из костной ткани, чего допускать нельзя. Избыток фосфора также приводит к уплотнению желтого тела и катаральным эндометритам. Интоксикация соединениями фосфора сопровождаются нарушениями функции печени и почек, сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта, расстройствами деятельности других органов и систем; развиваются гипохромная анемия, появляются многочисленные геморрагии.У детей и взрослых, которые едят богатую фосфором пищу и пьют фосфоросодержащие напитки избыток фосфора вызывает болезни почек. [6]

Недостаток фосфора

Если питание человека плохо  сбалансировано и в его рационе  преобладают мясные и рыбные продукты – возникает избыток фосфора. Это происходит из-за того, что усвоение этого макроэлемента напрямую связано с количеством кальция, попадающего в организм с пищей. Если соотношение кальция к фосфору отличается от 1:1:5, тогда эти вещества создают необходимые для жизнедеятельности человека нерастворимые соединения, способствующие нормальному протеканию процессов в организме. 

При нарушении такого соотношения  фосфор начинает накапливаться и  не выводится из тканей и костей, что приводит к нарушению работы почек, нервной системы и костных  тканей. Одновременно тормозится всасывание кальция, замедляется образование  витамина D, нарушаются функции паращитовидных желез. В почках могут образоваться камни, также появится угроза железодефицитной анемии и заболеваний сосудов. [6]

Лекарственные препараты содержащие фосфор

 

Терапевтическое применение препаратов фосфора основано на том, что в  малых дозах они усиливают  рост и развитие костной ткани (в  растущем организме), стимулируют кроветворение, обладают способностью тормозить окислительные процессы в организме и принимают участие в обмене веществ нервной и мышечной ткани. 1. Фосфрен — препарат, содержащий органический фосфор, лецитин, соли железа кальция. Применяется при упадке сил, переутомлении, неврастении, вторичном малокровии. 2. Кальция глицерофосфат применяется как общеукрепляющее и тонизирующее средство при упадке питания, переутомлении, истощении нервной системы, рахите. 3. Фитин — органический препарат фосфора, смесь кальциевых и магниевых солей инозитфосфорных кислот. Показания к применению фитина: заболевания нервной системы (истерия, неврастения, половая слабость), заболевания костей (рахит, остеомаляция, переломы), общее расстройство питания, болезни крови (вторичная анемия), сосудистая гипотония, заболевания детей (диатезы, анемия, скрофулёз). 4. Гефефитин — таблетки, содержащие фитин и сухие дрожжи. Гефефитин применяется при заболеваниях нервной системы, заболеваниях костей, расстройствах питания, болезнях крови, сосудистой гипотонии. 5. Фосфор радиоактивный (P32) — изотоп фосфора, бета-излучатель. Радиоактивный фосфор применяется при эритремии, хронических формах миелолейкозов и лимфолейкозов, множественная миелома, лимфогранулёматоз. 6. Натрия фосфат двузамещённый применяется при повышенной кислотности желудочного сока и отравлениях кислотами. Иногда фосфат натрия назначается как лёгкое слабительное. [7]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Выводы

Фосфор (Phosphorus) – химический элемент 15(Va) группы Периодической системы, атомный номер 15, атомная масса 30,974. Он открыт гамбургским алхимиком Хеннигом Брандом в 1669 году. Фосфор присутствует в живых клетках в виде орто- и пирофосфорной кислот, входит в состав нуклеотидов, нуклеиновых кислот, фосфопротеидов, фосфолипидов, коферментов, ферментов. Кости человека состоят из гидроксилапатита 3Са₃(РО₄)₃·Ca(OH)₂. В состав зубной эмали входит фторапатит. Основную роль в превращениях соединений фосфора в организме человека и животных играет печень. Обмен фосфорных соединений регулируется гормонами и витамином D. Суточная потребность человека в фосфоре 800—1500 мг. Причины дефицита фосфора:

1. Нарушение регуляции обмена фосфора.
2. Недостаточное поступление в организм (низкое потребление белка).
3. Повышенное поступление в организм соединений кальция, алюминия, магния, бария.
4. Избыточное потребление искусственных напитков (лимонады и пр.).
5. Длительные хронические заболевания.
6. Интоксикации, наркозависимости, алкоголизм.
7. Заболевания щитовидной железы.
8. Болезни околощитовидных желез.
9. Заболевания почек.
10. Искусственное вскармливание грудных детей.

 

 Основные  проявления дефицита фосфора:

1. Повышенная утомляемость, снижение внимания, слабость, истощение.
2. Боли в мышцах.
3. Снижение сопротивляемости к инфекциям к простудным заболеваниям.
4. Недостаточность белоксинтезирующей функции печени.
5. Дистрофические изменения в миокарде.
6. Кровоизлияния на коже и слизистых оболочках.
7. Остеопороз.
8. Иммунодефицитные состояния.

Причины избытка  фосфора

1. Избыточное поступление фосфора ("белковый перекорм").
2. Избыточное употребление консервированных продуктов, лимонадов.
3. Длительный контакт с фосфорорганическими соединениями.
4. Нарушение регуляции обмена.