Фосфор вреден ли для человека

Фосфор вреден ли для человека

Аллотропные модификации Фосфора для организма человека опасны отравляющим воздействием составляющих веществ, воздействием таких примесей как мишьяк и сера. Активно соединяясь с галогенами и серой, фосфор образует фосфины, которые способствуют развитию болезней печени, сердца, легких. Фосфиды, попадая в организм человека, разрушают нервную систему, сбой в работе кровеносной системы, нарушают липидный обмен веществ.»Белый», «Черный», «Красный» фосфор — все это токсические модификации фосфора, разрушающие жизненно важные функции человеческого организма.

Фосфор — биогенный макроэлемент, который входит в состав костной ткани, эмали зубов, мышечной ткани и, самое главное, без фосфора невозможно функционирование организма в целом, т.к. он содержится в АТФ (аденозинтрифосфа́т)- универсальном источнике энергии для каждой клетки организма.

Что касается фосфора как вещества, то он представляет опасность минимум по двум причинам:

1) элементарный фосфор химически активен, легко вступает в химическую реакцию с кислородом воздуха (самовозгорается);

2) природный фосфор представлен несколькими изотопами, включая радиоактивный. Именно высокий уровень радиоактивности приводит к свечению фосфора в темноте. Естественно, что радиоактивность сохраняется в любых соединениях фосфора — от химических удобрений (например, суперфосфата) до фосфорной кислоты (которую, например, добавляют в такие напитки, как Coca-Cola). Поэтому на складах, где складированы тысячи тонн фосфорных удобрений, радиационный фон во много раз превышает естественный уровень.

1. Общие сведения о фосфатах и пирофосфатах.
Фосфатами называются соли или эфиры фосфорных кислот. По количеству атомов фосфора различают ортофосфаты (соли и эфиры ортофосфорной кислоты) и конденсированные фосфаты.

Ортофосфаты содержат один атом фосфора, например ортофосфат калия — K3PO4, метилфосфат — (CH3O)P(O)(OH)2 . Ортофосфорная кислота H3PO4 является трехосновной, соответственно образует три ряда фосфатов: средние или нормальные фосфаты (Na3PO4), гидрофосфаты (Na2HPO4), и дигидрофосфаты (NaH2PO4). Большинство средних солей труднорастворимы или нерастворимы в воде. Наиболее растворимыми являются дигидрофосфаты.

Конденсированные фосфаты содержат более одного атома фосфора и образуют связи типа P-O-P. Примером конденсированных фосфатов являются соли и эфиры пирофосфорной кислоты — пирофосфаты, имеющие в своём составе анион P2O5 2- . Ортофосфаты получают воздействием ортофосфорной кислоты на щелочи. Пирофосфаты можно получить нагреванием фосфатов. Природные запасы фосфатов представлены крупными месторождениями апатитов и фосфоритов.

Фосфаты проявляют характерные для всех солей химические свойства. При нагревании выше 2000 ºС разлагаются на оксиды. Безводные соли стабильны при нагревании до температуры плавления.

В данной статье мы рассмотрим влияние и биологическую роль орто- и пирофосфатов в организме человека.

2. Физиологическая роль фосфатов и пирофосфатов в организме и жизнедеятельности.
Фосфор является ценным питательным элементом для растительных организмов, поэтому растворимые фосфаты широко используется в сельском хозяйстве в качестве удобрений. Минеральное удобрение «суперфосфат», активно применяемое как в промышленном масштабе, так и в частных садово-огородных хозяйствах, содержит дигидрофосфат кальция. Так же широко используется удобрение «аммофос», которое представляет собой смесь гидро- и дигидрофосфата аммония.

Фосфор, который содержится в орто- и пирофосфатах является важнейшим биогенным элементом. Без него невозможен синтез белков и нуклеиновых кислот. Кроме того фосфор принимает непосредственное участие в процессе фотосинтеза.

Его содержание в животном организме составляет 1% по массе. Более 85% биологического фосфора содержится в костной ткани в виде фосфата кальция, в зубах — в виде гидроксиапатита Ca5(PO4)3OH и фторапатита Ca5(PO4)3F. Фосфор также входит в состав важнейших нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), клеточных мембран, сложных эфиров глюкозы. Органические фосфаты в процессе ферментативных реакций участвуют в синтезе молекул АТФ и АДФ (аденезинтрифосфат и аденезиндифосфат). АТФ и АДФ являются конденсированными органическими фосфатами и играют важнейшую роль в энергетическом обмене и в биохимических процессах всех живых организмов. В эритроцитах и в плазме крови постоянно сосредоточены гидрофосфаты и дигидрофосфаты Они играют ключевую роль и в поддержании рН крови организма на постоянном уровне.

Читайте также:  Диоксидин кристаллизовался что делать

Биохимическая значимость соединений фосфора в организме определяется свойствами фосфорных кислот и их солей. Неорганические фосфаты поступают в организм извне, в то время как органические могут образовываться в организме в результате биологических преобразований. В частности, эфиры фосфорных кислот синтезируются в организме в результате ферментативного фосфорилирования различных биосубстратов, которые без этого не могут быть использованы клетками как источники энергии. Биосубстрат — это какое либо вещество, участвующее в ферментативном обмене и преобразуемое в один или несколько конечных продуктов.

В основе энергетического обмена в живых организмах лежат реакции гидролиза АТФ и АДФ, которые сопровождаются выделением большого количества энергии.

АТФ + H2O → АДФ + H3PO4 ,ΔGº = -36.1 кДж*моль -1
АТФ + H2O → АМФ + H3PO4 ,ΔGº = -29,4 кДж*моль -1

Для обеспечения организма взрослого мужчины химической энергией необходимо в общем 30 грамм АТФ. Это количество постоянно расходуется и восполняется. Реакции гидролиза и ресинтезирования АТФ из АДФ и фосфата, должны произойти в течение суток десятки тысяч раз. Таким образом, фосфатные группы АТФ непрерывно обмениваются на ортофосфат-ионы внутриклеточной жидкости. В этом состоит основная суть фосфорно-энергетического обмена в живых организмах.

Также необходимо помнить, что помимо участия в энергетическом обмене в роли переносчика энергии для обеспечения процессов биосинтеза, мышечных сокращений и других процессов, АТФ является биосубстратом для дальнейшего синтеза нуклеиновых кислот.

Фосфатные группы биологических полифосфатов, таких как АТФ и АДФ, в условиях организма находятся почти полностью в ионизированном состоянии. Также почти полностью ионизированы в организме фосфатные группы нуклеиновых кислот и других органических фосфатов. Поскольку такие анионы являются сильными лигандами, то и комплексы они образуют преимущественно с сильными комплексообразователями. В связи с этим во внутриклеточных жидкостях постоянно присутствуют магниевые комплексы АТФ и АДФ, являющиеся активной формой АТФ. Нуклеиновые кислоты преимущественно активируются за счет образования комплексов калия и магния.

Нормы потребления фосфора сильно различаются в зависимости от возраста человека:
— для взрослого норма составит около 2000 г;
— для беременных и кормящих женщин — 1000 мг;
— для детей от 7 лет — 1200 мг;
— для дошкольников 700-800 мг;
— для грудных детей 300-500 мг.

Наиболее биологически доступной формой соединений фосфора являются водорастворимые фосфаты. Примерно 70-75% фосфора усваиваются при прохождении по желудочно-кишечному тракту, причем степень его абсорбции снижается при совместном употреблении пищи с содержанием ионов кальция, магния, бария и железа. Абсорбции фосфатов способствует потребление с пищей жирных кислот, витамина D, а так же синергистов фосфора — калия и марганца. Синергизм микроэлементов — это комплексное действие, при котором достигается усиление положительного влияния микроэлемента на организм.

Обмен фосфора в организме тесно взаимосвязан с кальциевым обменом: при росте содержания кальция в крови, снижается содержание неорганических фосфатов.

В организм человека фосфор в виде различных фосфатов поступает, в основном, с продуктами питания. Однако скорость и степень его усваиваемости у продуктов весьма разнится. Наиболее биодоступным является фосфор, содержащийся в морепродуктах — он усваивается на 99%. Из злаков и бобовых организм усваивает около 20% содержащихся фосфатов, из фруктов — около 10%. Такая разница обуславливается тем, что фосфаты могут содержаться в продуктах питания в нерастворимой и труднорастворимой форме.

Читайте также:  Радиоволновая коагуляция шейки матки отзывы

Примерное количество фосфатов в пищевых продуктах:

Количество, мг на 100 г продукта

Сушеные лесные грибы

Желток куриного яйца

3. Негативное влияние фосфатов и пирофосфатов на организм.
Известно, что загрязнение поверхностных вод биогенными элементами наиболее интенсивно происходит в районах с развитым сельским хозяйством, что связано с «увлечением» удобрениями.

Общемировая тенденция целенаправленной фосфатизации почв имеет две стороны: с одной, фосфора, необходимого для успешных сельскохозяйственных работ, в почве недостаточно, поэтому приходится вносить при посадке растений фосфатные удобрения в количестве до 20 млн. тонн в год. С другой стороны, большая часть производимых фосфатов смывается с поверхностным стоком в русла рек и далее выносится в мировой океан.

Согласно американским исследованиям, только 1/10 часть фосфора, полезно используется при выращивании кормов и скота. Из общего количества фосфатов, вносимых при сельхозработах 3/10 остается в почвах, а 6/10 поступает со стоками в водоемы. Фосфор, содержащийся в фосфатах, является ключевым элементом для активного развития водорослей.

Попадание фосфатов в водоемы приводит к процессу эвтрофикации — насыщению вод биогенными элементами, сопровождающийся резким нарушением в равновесии различных видов флоры и фауны. Бесконтрольная антропогенная эвтрофикация может приводить к появлению в воде цианобактерий, которые в процессе жизнедеятельности производят токсины опасные для людей и животных, а так же приводит к недостатку кислорода, что провоцирует падеж рыб.

Крайне важно контролировать применение фосфатных удобрений в сельском хозяйстве. Однако и промышленно-бытовые стоки вносят весомую долю загрязнений. Фосфаты могут присутствовать в сточных водах предприятий химической, металлургической промышленности, пищевой, рыбообрабатывающей и легкой промышленности. PO43- применяются в качестве смягчающих воду агентов в моющих средствах, в пищевой промышленности в качестве разрыхлителя, консервантов (Е340, Е451). Фосфаты могут содержаться и в стоках гальванических производств, попадая туда от линий обезжиривания, фосфатирования, травления и ряда других.

Важно применять современные и эффективные методы очистки бытовых и промышленных сточных вод от фосфатов.

На сегодняшний день наиболее распространен избыток фосфатов в рационе человека, нежели его недостаток. Несмотря на то, что фосфор является неотъемлемым участником энергетического обмена и биохимических процессов в целом, превышение его содержания в тканях и органах обладает широким спектром негативных эффектов.

В основном, вывод фосфора из организма осуществляется почками. Типичным для хронической болезни почек (ХБП) является нарушение минерального обмена, что характеризуется задержкой в организме избытка неорганических фосфатов. При развитии дисфункции почек возникают общие изменения в организме, которые схожи с признаками преждевременного старения. Концентрация фосфора в организме имеет тенденцию к постоянному накоплению, соответственно обсуждаемые риски имеют значение не только для людей с уже диагностированной дисфункцией почек, но и в условиях избыточного пищевого потребления фосфора.

Кроме того, превышение содержания P в сыворотке крови связано с клиническими проявлениями сердечно-сосудистых заболеваний: кальцификацией сосудов и клапанов (КС), гипертрофией миокарда. Кальцификация — внутренняя минерализация сосудов и клапанов, вызывает сужение просвета и нарушение общего кровоснабжения. КС является существенным фактором риска смертности у больных с дисфункцией почек. На преддиализных стадиях ХБП повышение концентрации фосфора на 1 мг/л плазмы сопровождалось увеличением риска инфаркта миокарда на 35%.

Также важно знать о серьезном детском заболевании, связанном с нарушением обмена фосфора в организме — детский фосфат-диабет (гипофосфатемический рахит с фосфатурией). Это серьезное заболевание характеризуется избыточной потерей фосфатов с мочой, опосредованным возникновением дефицита фосфатов в сыворотке крови (меньше 0,8 ммоль/л), рахитом. Заболевание требует пожизненной терапии и не имеет, в настоящее время, методов консервативного и оперативного лечения.

Некоторые фосфаты, а особенно органические, являются весьма токсичными веществами.

Читайте также:  Кал с кровью причины у женщин к какому врачу обратиться

Рассмотрим клинические признаки отравления PO4 3- :
• При пероральном введении могут вызывать спазм гладкой мускулатуры. Спазм бронхов, вплоть до обструкции, ЖКТ.
• Вызывают резкое усиление секреции желез (слюнных, бронхиальных рецепторов, потовых желез).
• Могут вызывать резкое падение артериального давления и пульса.
• Вызывают судороги периферических мышц.
• Обладают ярко выраженной нейротоксичностью, сопровождающейся потерей сознания, прогрессирующим параличом нижних конечностей.

Смертельная доза фосфатов для взрослого человека составляет около 1 г на килограмм массы тела.

Желтый фосфор — очень ядовитое огнеопасное кристаллическое вещество от светло-желтого до темно-бурого цвета. В воде не растворяется, на воздухе легко окисляется и самовоспламеняется. Горит с выделением густого белого дыма, который наносит экологии и здоровью человека огромный вред, выделяя токсичные соединения первой категории. Чтобы понять, насколько это опасно, достаточно сказать, что при непосредственном контакте желтого фосфора даже с растениями последние получают ожоги.

Загоревшийся фосфор легко гасится водой. Для предохранения от самовозгорания желтый фосфор хранится и перевозится под слоем воды или раствора хлорида кальция.

При окислении желтый фосфор образует газообразное сильнодействующее вещество, опасно влияющее на здоровье человека.
Вред, который наносит желтый фосфор здоровью человека описан в медицинской литературе. Пары желтого фосфора, выделяемые в результате самовозгорания, вызывают сильное раздражение глаз, слезотечение, раздражение дыхательных путей и глубокие, проникающие ожоги кожи. Непосредственный контакт кожи с фосфором, который имел место на производстве и во время войны, приводил к глубоким ожогам второй и третьей степени, похожим на ожоги фтористым водородом.

Попадание фосфора в организм через рот вызывает ожоги ротовой полости и желудочно-кишечного тракта, симптомы которого — ощущение жжения во рту, рвота, диарея и сильные боли в животе. Ожоги доходят до второй и третьей степени.

При проникновении через желудочно-кишечный тракт желтый фосфор непосредственно воздействует на миокард, периферийную сосудистую сеть, печень, почки и мозг.

При отравлении желтым фосфора выделяют три клинические стадии.

В первой стадии, сразу же после проглатывания, наблюдаются тошнота и рвота, боли в животе, желтуха и запах чеснока в выдыхаемом воздухе.

Вторая стадия характеризуется двух или трехдневным скрытым периодом с отсутствием симптомов. В это время может происходить расширение сердца, а также жировая инфильтрация печени и почек.

В третьей стадии отмечается сильная кровавая рвота, кровоизлияние во многие ткани, уремия и выраженная анемия, а затем наступает смерть.

Длительное воздействие (от 10 месяцев до 18 лет) может вызвать некроз нижней и верхней челюсти с секвестрацией кости; разрушение омертвевшей ткани ведет к деформации лица. Первыми признаками могут быть зубная боль и чрезмерное слюнотечение. Кроме того, могут отмечаться анемия, кахексия (крайняя степень истощения организма) и отравление печени.

До начала двадцатого века в литературе часто описывалось хроническое отравление с некрозом нижней челюсти и деформацией лица. Это было связано с развитием в конце первой половины XIX века спичечной промышленности. Самым большим недостатком спичек в прошлом была их высокая токсичность, так как в их производстве применялись сильно ядовитые белый и желтый фосфор. Фосфорные пары, распространявшиеся по производственному помещению, приводили к тяжелым заболеваниям рабочих, вызывая, так называемый, фосфорный некроз костей. Долгое время среди врачей бытовал даже термин «фосфорная челюсть»: у пациентов, работающих на спичечных фабриках, от фосфора крошились зубы, резко ухудшалось здоровье. 26 сентября 1906 года в Берне была принята Международная конвенция о запрете использования белого (желтого) фосфора в спичечном производстве.

Ссылка на основную публикацию
Со скольки месяцев можно давать ребенку лимон
Для каждого родителя важно, чтобы их дети потребляли только здоровые и полезные продукты. Лимон насыщен витаминами и минералами. Полезные свойства...
Смс мужу от жены для поднятия настроения
Если вы хотите, чтобы у вашего избранника поднялось настроение от общения с вами, но у вас нет возможности позвонить ему...
Смыв на энтеробиоз сколько действителен
Острицы – наиболее распространенные паразиты, приводящие к такому заболеванию как энтеробиоз. Заражение происходит исключительно от больного человека, животные не являются...
Со скольки месяцев можно давать ребенку творог
Творог – один из самых полезных и сытных продуктов питания, в первую очередь, благодаря содержанию в нем большого количества полезных...
Adblock detector