Fosforul în corpul uman: valoarea, impactul

Biochimie - biologie, care studiaza atat compozitia chimica a celulelor individuale și a organismului ca întreg. Este cunoscut faptul că aproape 98% din conținutul celulei includ oxigen, carbon, azot și hidrogen. Aceste substanțe chimice sunt numite organogenă. 1,8% sunt de potasiu, sodiu, magneziu, clor și fosfor. La om, ele fac parte din săruri minerale și au formă de ioni simple sau complexe, oferind cursul normal al reacțiilor metabolice. De exemplu, compusul major al celulelor responsabile pentru transferul de trasaturi genetice - acizi nucleici - cuprind anioni sunt anioni ai acidului fosforic.

Molecula ATP pe care energia celulară software include , de asemenea , ionii de fosfor. În acest articol, vom prezenta exemple care confirmă rolul important al fosforului în corpul uman și efectele sale asupra metabolismului.

Legături covalente polare și valoarea lor

Structura pe bază de substanțe organice care constituie materia vie, este capacitatea moleculelor de a forma un anumit tip de legătură chimică. Se numește covalentă polară și apărută între atomii metaloid, determină caracteristicile de bază ale compușilor chimici. Biochimie, studiind structura moleculelor de substanțe din celule de plante, fungi, animale, stabilit compoziția lor chimică. Sa dovedit că, în afară de azot, carbon, oxigen și conțin fosfor. La om, nu se găsește în stare liberă, deoarece este foarte toxic. Prin urmare, în sistemele vii elementul are forma de anioni meta-, orto- sau acid pirofosforic, care au capacitatea de a forma legături cu cationi metalici. În ce substanțe se pot întâlni celule?

Fosforul in molecule organice complexe

Proteine scheletic, hormoni, vitamine si lipide pentru a forma un complex conținând fosfor ioni compuși complecși. La om, există compuși complecși - și fosfolipide fosfoproteidy, alcătuiesc moleculele de substanțe biologic active - enzime și steroizi. legături covalente polare nucleotide ADN și ARN permit formarea de legături fosfodiesterice în lanțuri de acid nucleic. De ce nevoia de fosfor în organism și care sunt funcțiile sale în metabolismul? Să considerăm mai întâi problema la nivel celular de organizare.

Locul de fosfor în compoziția elementară a celulelor

Conform conținutului în citoplasmă și organite (0,2-1%), non-metal este în locul patru după elementele organogenă. Cele mai saturate celule compusi locomotorie fosfor - osteocite, substanta tesut dentar - dentină. Mare este conținutul lor în neuroni și Glia, care alcătuiesc sistemul nervos. atomi de fosfor conținute în proteinele membranare, acizi nucleici și substanțe energetice - ATP adenozin trifosfat și forma redusă nikotinamiddinukleotidfosfata - NADP × _H2. După cum vom vedea în fosfor corpului uman se regăsește în toate structurile de o importanță vitală: celule, țesuturi, sisteme fiziologice.

Este cunoscut faptul că nivelul homeostaziei celulelor, care este un sistem biologic deschis depinde de concentrația de diverși ioni în lichidul intercelular și hyaloplasm. Care este funcția de fosfor în menținerea unui mediu intern constant al corpului uman?

Sistemul tampon

Datorită proprietății prin membrana semipermeabilă exterioara in celula primeste in mod constant diferite substanțe, concentrație ridicată poate afecta negativ activitatea. Pentru a neutraliza excesul de ioni toxici, citoplasmă, împreună cu cationi de sodiu, potasiu, calciu, conține reziduuri de acizi acizi carbonatice, sulfit și fosforic. Ele sunt capabile să reacționeze cu un exces de ioni prins într-o cușcă și controlează consistența conținutului intracelular. Sistemul tampon cu excepția ionilor de acizi slabi, includ în mod necesar anioni HPO ₄ ^2- și H ₂ PO ₄ ^- conținând fosfor. La om, este în compoziția sistemului tampon asigură cursul fiziologic normal al reacțiilor metabolice la nivel celular.

fosforilării oxidative

Separarea compușilor organici în celulă se numește respirație aerobă. Locul de desfășurare - mitocondrii. Pe pliurile interioare - cristae organitele - complexele enzime localizate. De exemplu, sistemul ATPase cuprinde purtători de electroni molekuly-. Datorită reacțiilor catalizate de enzime din ADP și molecule de acid fosforic liber ATP sintetizat - universal agent celule de putere consumată pentru reproducere, de creștere, mișcare. Formarea sa poate fi reprezentată într-o schemă de reacție simplificată: F = ADP + ATP. Apoi, moleculele adenosinetriphosphate se acumulează în citoplasmă. Acestea servesc ca sursă de energie pentru lucru mecanic, de exemplu, în sistemul muscular, și în reacțiile de schimb din plastic. Prin urmare, fosforului din corpul uman joacă un rol cheie în metabolismul energetic.

fosfodiester molecule eredității

Conținut ridicat de fosfor atomic este înregistrat în nucleul celulei, ca parte a elementului acizilor nucleici. Deschis în omul de știință elvețian din secolul al 19-lea F. Miescher, acestea sunt biopolimerilor compuse din monomeri și - nucleotide. Fosforul este prezent atât în bazele purinice și pirimidinice, precum și legăturile care formează ARN cu lanț și superhelix ADN. Monomerii acizilor nucleici capabili să formeze o structură de polimer prin producerea unor legături covalente între resturile pentozo și acidul fosforic situată nucleotide adiacente. Acestea se numesc fosfodiester. Degradarea moleculelor de ADN și ARN care apar in celulele umane expuse la radiații gamma greu sau substanțe toxice datorate otrăvirii se datorează ruperii legăturilor fosfodiesterice. Aceasta duce la moartea celulei.

membranele biologice

Structura care definește un interior al conținutului celulei, și sunt compuse din fosfor. La om, până la 40% în greutate uscată cade compuși conținând fosfolipide și fosfoproteidy. Acestea sunt principalele componente ale stratului de membrană, în care există, de asemenea, substanțe cum ar fi proteine și carbohidrați. Conținut ridicat de fosfor este tipic pentru neurocitelor coajă și procese - dendrite și axon. Membranele fosfolipidele da plasticitate, si datorita moleculelor de colesterol si chiar puterea. Ei joacă, de asemenea, rolul de mesageri al doilea - molecule care sunt activatori de proteine efectoare implicate in impulsurile nervoase de semnalizare.

glandele paratiroide și rolul lor în metabolismul fosforului

mazăre similare situată pe ambii lobi ai glandei tiroide și având o greutate de 0,5-0,8 g fiecare, glanda paratiroidă pentru a secreta hormonul paratiroidian. Acesta reglementează schimbul de elemente, cum ar fi calciu și fosfor din organism. Funcțiile sunt efectele acestora asupra osteoblaste și osteocite - celule osoase, care sunt influențate de hormonul incep sa secrete sare a acidului fosforic în fluidul extracelular. Când hiperfuncție a glandelor paratiroide de oase umane își pierd puterea, se înmoaie și rupe în jos, conținutul de fosfor în ele scade brusc. În acest moment, un risc crescut de fracturi ale coloanei vertebrale, pelvis și șoldurile, care amenință viața pacientului. Concomitent, cantități crescătoare de calciu. Acest lucru conduce la hipercalcemie cu simptome de leziuni ale nervilor periferici și căderea tonusului musculaturii scheletice. PTH acționează asupra rinichilor, reducerea sărurilor reabsorbtia fosforului din urina primară. Creșterea conținutului de fosfat în țesutul renal determină formarea hiperfosfaturia și tartrului.

Compoziția minerală a țesutului osos

Duritatea, rezistența și elasticitatea sistemului de sprijin depinde de compoziția chimică a celulelor osoase. Osteocite conțin ca și compuși organici, proteine de exemplu oseinei și substanțe anorganice care conțin săruri fosfat de calciu și magneziu. Cu vârsta, o persoană de componente minerale, cum ar fi hidroxilapatite în osteocite și crește osteoblaste. Anormală a mineralizării osoase, acumularea de săruri de calciu și fosfor în exces în organism duce la pierderea de elasticitate și rezistență a scheletului, astfel încât persoanele în vârstă de multe ori sunt expuse riscului de leziuni si fracturi.

Transformarea compușilor fosforului în corpul uman

Cea mai mare glanda digestiv în corpul uman - ficatul - a jucat un rol important în reacțiile de schimb ale compușilor care conțin fosfor. hormon paratiroidian si vitamina D contribuie , de asemenea , la aceste procese. Necesarul zilnic pentru elementul adult este 1,0-2, 0 grame, pentru copii și adolescenți - 2.5 Fosforul sub formă de săruri ușor digerabile precum și în complexe cu proteine și carbohidrați în corpul uman provine din alimente.

Ele sunt pline de seminte de floarea soarelui, dovleac, cânepă. În alimente de origine animală mult fosfor din ficat de pui, carne de vită, cașcaval, pește. Excesul de fosfor in organism poate duce la tulburări reabsorbtsionnoy funcției renale, vitamine de abuz, deficit de calciu în produsele alimentare. Efectul negativ al fosforului asupra organismului uman se manifestă în principal în leziunea sistemului, aparatul de rinichi și oase cardiovasculare și poate indica o gravă tulburări metabolice.