Fosfor i människokroppen: värdet, påverkan

Biokemi - biologi som studerar den kemiska sammansättningen av enskilda celler och organismen som helhet. Det är känt att nästan 98% av cellinnehållet innefattar syre, kol, kväve och väte. Dessa kemikalier kallas organogena. 1,8% är kalium, natrium, magnesium, klor och fosfor. Hos människor, de är en del av de mineralsalter och ha formen av enkla eller komplexa joner, ger det normala metabolismreaktioner. Till exempel, den stora föreningen av de celler som är ansvariga för överföringen av genetiska egenskaper - nukleinsyror - innefattar anjoner är anjoner av fosforsyra.

ATP-molekylen på vilken programvara cellenergi innefattar även fosforjoner. I den här artikeln presenterar vi exempel som bekräftar den viktiga roll som fosfor i den mänskliga kroppen och dess effekter på ämnesomsättningen.

Kovalenta polära obligationer och deras värde

Grundval strukturen av organiska ämnen som utgör levande material, är förmågan hos molekylerna att bilda en viss typ av kemisk bindning. Det kallas polär kovalent och som uppkommit mellan icke-metallatomer, bestämmer de grundläggande egenskaperna hos kemiska föreningar. Biokemi, studera strukturen av molekyler av ämnen i växtceller, svampar, djur, satt sin kemiska sammansättning. Det visade sig att, förutom kväve, kol, syre, och de innehåller fosfor. Hos människor är det inte i fritt tillstånd, eftersom det är mycket giftigt. Därför, i levande system elementet har formen av anjoner meta, orto- eller pyrofosforsyra, vilka har förmåga att bilda bindningar med metallkatjoner. I vilka ämnen kan de möter celler?

Fosfor i komplexa organiska molekyler

Proteiner skelettsystemet, hormoner, vitaminer, och lipider för att bilda en fosforinnehållande komplexa joner komplexa föreningar. I människor finns det komplexa föreningar - och fosfoproteidy fosfolipider, utgör de molekyler av biologiskt aktiva substanser - enzymer och steroider. Polära kovalenta bindningar i DNA- och RNA-nukleotider tillåta bildandet av fosfodiesterbindningar i nukleinsyrakedjor. Varför behovet av fosfor i kroppen och vilka är dess funktioner i ämnesomsättningen? Låt oss först betrakta frågan på cellnivå i organisationen.

Plats fosfor i elementsammansättning av celler

I enlighet med innehållet i cytoplasman och organeller (0,2-1%), är icke-metall på fjärde plats efter organogena element. Mest mättad lokomotorisk fosforföreningar celler - osteocyter, dental vävnad substans - dentin. Stor är deras innehåll i neuroner och glia, som utgör nervsystemet. Fosforatomer som ingår i de membranproteiner, nukleinsyror och energi ämnen - adenosintrifosfat ATP och reducerad form nikotinamiddinukleotidfosfata - NADP × H _2. Som vi ser i den mänskliga kroppen fosfor finns i alla livsviktiga strukturer: celler, vävnader, fysiologiska system.

Det är känt att nivån av cell homeostas, som är öppen biologiskt system beror på koncentrationen av olika joner i den intercellulära vätskan och hyaloplasm. Vilken funktion av fosfor i upprätthållandet av en konstant inre miljö i den mänskliga kroppen?

Buffertsystemet

På grund av egenskapen genom det yttre semipermeabla membranet in i cellen mottager ständigt olika substanser, kan hög koncentration negativt påverka dess aktivitet. För att neutralisera överskott av toxiska joner, cytoplasman, tillsammans med katjonerna natrium, kalium, kalcium, innehåller sura rester karbonat, sulfit, och fosforsyra. De kan reagera med ett överskott av joner som fångas i en bur, och kontrollera konsistensen av intracellulära innehåll. Buffertsystemet förutom joner av svaga syror, med nödvändighet vissa anjoner HPO ₄ ^2- och H ₂ PO ₄ ^- innehåller fosfor. Hos människor, är det sammansatt av ett buffertsystem ger den fysiologiskt normala metaboliska reaktioner vid cellulär nivå.

oxidativ fosforylering

Uppdelningen av organiska föreningar i cellen kallas aerob respiration. Lokalen - mitokondrierna. På de inre vecken - cristae organ - belägna enzymer komplex. Till exempel, innefattar det ATPas-systemet molekuly- elektronbärare. På grund av reaktioner som katalyseras av enzymer från ADP och fria fosforsyramolekyler syntetiserade ATP - universal energiceller medel förbrukas för deras reproduktion, tillväxt, rörelse. Dess bildning kan representeras i en förenklad reaktionsschema: F = ADP + ATP. Sedan adenosintrifosfat molekyler ackumuleras i cytoplasman. De tjänar som en energikälla för mekaniskt arbete, till exempel i muskelsystemet, och reaktionerna från plast utbyte. Därför fosforn i den mänskliga kroppen spelar en nyckelroll i energiomsättningen.

Fosfodiesterbindningar ärftlighet molekyler

Högt atom fosfor innehållet spelas in i cellkärnan, som en del av delen av nukleinsyror. Öppnas i 19th century schweizisk vetenskapsman F. Miescher, de är biopolymerer sammansatta av monomerer och - nukleotider. Fosfor är närvarande både i purin- och pyrimidinbaser, och länkarna bildar kedjan RNA och superhelix DNA. Monomererna av nukleinsyrorna kan bilda en polymerstruktur genom att producera kovalenta bindningar mellan de pentos- rester och fosforsyra liggande angränsande nukleotider. De kallas fosfodiester. Nedbrytning av DNA- och RNA-molekyler som förekommer i humana celler exponerade för hård gammastrålning eller giftiga ämnen på grund av förgiftning beror på bristning av fosfodiesterbindningar. Det leder till celldöd.

biologiska membran

Struktur som avgränsar ett inre innehållet i cellen, och är sammansatta av fosfor. I människor upp till 40% av torrvikten faller på föreningar innehållande fosfolipider och fosfoproteidy. De är de huvudsakliga komponenterna i membranskiktet, i vilket det finns också substanser, såsom proteiner och kolhydrater. Hög fosfor är typiskt för skal neurocyter och processer - dendriter och axon. Fosfolipider membran ge plasticitet, och tack vare de kolesterolmolekyler och även styrka. De spelar också rollen av andra budbärare - signalmolekyler som är aktivatorer av effektor proteiner involverade i nervimpuls.

Bisköldkörtlar och deras roll i fosfor metabolism

Liknande ärta liggande på båda lober i sköldkörteln och med en vikt av 0,5-0,8 g vardera, bisköldkörteln att utsöndra paratyroidhormon. Det reglerar utbytet av element såsom kalcium och fosfor i kroppen. Funktionerna är deras effekter på osteoblaster och osteocyter - benceller, som påverkas av hormon börjar utsöndra salt av fosforsyra i den extracellulära vätskan. När hyper av bisköldkörtlarna av människoben förlora styrka, mjuka och bryta ner, fosforhalten i dem minskar kraftigt. Vid denna tid, en ökad risk för frakturer i ryggraden, bäckenet och höfterna, som hotar patientens liv. Samtidigt, ökande mängder av kalcium. Detta leder till hyperkalcemi med symptom på perifera nerver och hösten skelett muskeltonus. PTH verkar på njurarna, vilket minskar reabsorptionen fosforsalter från den primära urin. Ökning av fosfathalten i njurvävnaden orsakar hyperphosphaturia och tandstensbildning.

Mineralsammansättning av benvävnad

Av hårdhet, hållfasthet och elasticitet hos stöd systemet beror på den kemiska sammansättningen av benceller. Osteocyter innehåller som organiska föreningar, t ex ossein protein och oorganiska substanser innehållande fosfatsalter kalcium och magnesium. Med åldern, en person av mineralkomponenter såsom hydroxylapatit i osteocyter och osteoblaster ökar. Onormal benmineralisering, ansamling av kalciumsalter och överskott fosfor i kroppen leder till förlust av elasticitet och styrkan i skelettet, så äldre människor ofta är i riskzonen för skador och frakturer.

Omvandling av fosforföreningar i den mänskliga kroppen

Den största matsmältningskörtel i människokroppen - levern - har spelat en ledande roll i utbytesreaktioner av fosforinnehållande föreningar. Parathormon och vitamin D bidrar också till dessa processer. Det dagliga behovet av vuxen elementet är 1,0-2, 0 gram, för barn och tonåringar - 2,5 Fosfor i form av lättsmälta salter såväl som i komplex med proteiner och kolhydrater i människokroppen kommer från mat.

De är fulla av solrosfrön, pumpa, hampa. I livsmedel av animaliskt ursprung mycket fosfor i kycklinglever, nötkött, hårdost, fisk. Överskott fosfor i kroppen kan leda till störningar reabsorbtsionnoy njurfunktion, missbruk vitaminer, kalcium brist på mat. Den negativa effekten av fosfor på den mänskliga kroppen är i första hand manifesteras i lesionen av det kardiovaskulära systemet, njurar och ben apparat och kan indikera ett allvarligt metaboliska sjukdomar.